正极浆料出现凝胶的原因及解决方案

锂电池正极浆料凝胶现象可能由多种因素引起,以下是对主要原因的系统分析及解决方案

粘结剂溶解与分散问题

原因：
粘结剂（如PVDF）溶解不充分：PVDF需在NMP（N-甲基吡咯烷酮）中充分溶胀和溶解。若搅拌时间不足或温度不当（如温度过高导致溶剂挥发，温度过低影响溶解性），可能形成局部交联结构。
粘结剂浓度过高：过量PVDF会因分子链缠结形成三维网络结构，导致凝胶化。
粘结剂分子量异常：高分子量PVDF溶解性差，低分子量则机械强度不足，均可能引发凝胶。
解决方案：
优化搅拌工艺（如延长溶胀时间、控制温度），确保PVDF完全溶解。
调整PVDF与溶剂比例，避免过量使用。
选择合适分子量的粘结剂（如分子量50万-100万的PVDF）。

溶剂挥发与水分影响

原因：

NMP挥发：浆料暴露在高温或开放环境中，溶剂挥发导致固含量升高，粘度剧增。
水分污染：PVDF和NMP易吸湿，水分引发PVDF水解或与活性物质（如LiCoO₂）反应，破坏浆料稳定性。  
解决方案：
严格控制环境湿度（建议＜30% RH）和温度（20-25℃）。
使用密封设备储存和搅拌浆料，减少溶剂挥发。
对原材料（如活性物质、导电剂）进行预干燥处理。

导电剂分散不良

原因：
导电剂(如炭黑、CNT)因高比表面积易团聚，形成局部高浓度区域，成为物理交联点.
导电剂与粘结剂竞争吸附溶剂，导致PVDF溶解受阻。
解决方案：
采用分步分散工艺：先分散导电剂，再加入粘结剂。
使用表面改性导电剂或添加分散剂（如PVP）改善润湿性。
优化导电剂与粘结剂比例(如炭黑:PVDF=1:10-1:15)。

活性物质与配方设计

原因：
活性物质(如NCM、LFP)表面残留碱性物质（LiOH、Li₂CO₃），与溶剂或粘结剂反应。
固含量过高或配方比例失衡，导致浆料流变性恶化。
解决方案：
对活性物质进行酸洗或表面包覆处理，降低表面杂质含量。
调整固含量（通常控制在50-70%）和材料配比（如活性物质:导电剂:粘结剂=90-95:2.5:2.5）。

工艺参数不当

原因：
搅拌速度不足：无法有效打破导电剂或粘结剂团聚。
加料顺序错误：如过早加入粘结剂，导致包裹