锂离子电池制造工艺»正极和负极材料制备

一、正极材料的组成

①活性材料：如钴酸锂，它是正极活性材料和锂离子的来源，为电池提供锂源。

②导电剂：提高电极的导电性，补偿正极活性物质的电子导电性。

③PVDF粘合剂：将活性材料、导电剂和铝箔复合在一起。

④原料预处理：对活性物质、导电剂、粘结剂进行脱水、干燥、筛分等预处理，去除杂质和水分，提高原料的纯度和均匀性。

二、正极材料制备和浆料混合

①混合比：根据电池配方要求，准确称量活性物质、导电剂、粘结剂的比例。通常对该比率进行优化，以平衡电池的容量、循环寿命和安全性能。

②溶剂选择：选择合适的溶剂，如N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP），溶解粘合剂并形成浆料。溶剂的选择应考虑其对原料的溶解度、挥发性影响。

③浆料制备：将活性物质、导电剂、粘结剂按一定比例加入溶剂中，在真空混合机中混合分散。在此过程中控制搅拌速度、搅拌时间、真空度等参数，以获得均匀稳定的电极浆料。

④浆料检测：检查制备的电极浆料的粒度和粘度。粒径直接影响涂层的均匀性和电池的性能;而粘度则决定了浆料的流动性和涂层性。如果检验结果不符合要求，则调整浆料，直至达到工艺要求。

三、负极材料的组成

①活性物质：如石墨，是负极活性物质，是负极反应的主要物质。石墨分为天然石墨和人造石墨两大类。

②导电剂：提高负极的导电性，补偿负极活性物质的电子导电性。

③粘合剂：如SBR和CMC，它们将活性材料、导电剂和铜箔粘合在一起。

④溶剂：去离子水，用作水性混合物的溶剂。

⑤原材料选择和处理：根据电池性能要求，选择合适的负极活性材料。对于石墨型负极材料，需要进行炭化处理以提高其导电性。同时，对导电剂、添加剂和粘合剂进行预处理，如干燥，以确保其质量和均匀性。

四、负极材料制备和浆料混合

①混合比例：根据电池配方，准确称量活性物质、导电剂、添加剂、粘合剂的比例。该比率经过优化，以平衡电池的容量、循环稳定性和安全性能。

②溶剂和分散剂：选择合适的溶剂（如去离子水）和分散剂，将原料混合成均匀的浆料。溶剂和分散剂的选择应考虑其溶解度、对原材料的分散性及环境影响。

③浆料制备：将活性物质、导电剂、助剂、粘结剂按一定比例加入溶剂和分散剂中，混合分散。在此过程中控制搅拌速度、搅拌时间、温度等参数，以获得均匀稳定的负极浆料。

④浆料检查和调整：检查制备的负极浆料的粒径和粘度。根据检验结果调整浆料，以满足工艺要求。粒径和粘度直接影响涂层的均匀性和电池的性能。

五、注意事项

1. 原材料质量：确保所有原材料的质量符合生产工艺要求，避免使用过期或不合格的原材料。

2. 环境控制：在备料和浆料制备过程中，严格控制环境的温度和湿度，防止原料受潮或变质。对于一些负极材料，如人造石墨，可能还需要特殊的石墨化处理以提高其性能。

3. 设备维护：定期维护和保养搅拌设备，确保其处于良好的工作状态。使用高效的搅拌设备可以提高浆料的均匀性和稳定性。

4. 安全作：工作过程中，穿戴适当的防护装备，防止有害物质对作人员造成伤害。同时，注意防止浆料飞溅和其他杂质的混合。