锂电池搅拌工序开真空的目的

搅拌工序是锂电池生产的第一道工序。浆料通常由活性物质、粘结剂、溶剂等组成,均匀分散是关键。很多人会有疑惑,只要搅拌均匀不就可以了吗,那么为什么要开真空呢?接下来我们展开分析。
开启真空度主要目的是可以去除气泡,提高浆料均匀性;防止材料氧化或水解;可有效避免搅拌过程中产生污染物;并且可以缩短溶剂挥时间。
所以搅拌过程中如果未开真空可能会产生气泡残留,形成浆料内部或表面的孔隙;一定程度降低材料的稳定性;增加溶剂挥发时间从而增加工序时间。

1.气泡残留

若搅拌过程中有气泡残留,会对电池后续工序和电芯性能造成影响,含气泡的浆料在涂布时,气泡破裂会导致极片表面出现针孔、凹陷或厚度波动。这会导致极片活性物质分布不均,影响锂离子扩散路径的均匀性。且气泡在辊压时会被压缩或破裂,形成微观孔隙或裂纹。会造成极片压实密度降低,影响电极的容量发挥。
在电芯性能上气泡导致的活性物质分布不均会降低锂离子嵌入/脱出效率,容量利用率下降。孔隙阻碍电子和离子传输路径,增加界面阻抗。局部电流密度不均,加速电极材料老化。

2.降低材料稳定性

正负极材料可能会与空气中的氧气与水分接触,在表面发生氧化或水解反应。且因为在有气泡的情况下,气泡在搅拌时产生的剪切力波动,导致活性物质颗粒碰撞加剧,小颗粒物质会有团聚的情况出现。

3.溶剂挥发异常

未抽真空时,如NMP溶剂挥发速率不均匀导致极片剥离力比常规值低,降低循环性能。或会出现PVDF粘结剂局部浓度过高,形成胶状团聚体的情况。
所以搅拌工序一定不要忘记抽真空,否则投的这锅浆料可能会达不到预期的效果。