NMP作为锂电池正极调黏溶剂的原因

正极搅拌过程中,NMP通常作为正极的溶剂进行调黏度等。那么为什么NMP可以正极的溶剂呢,这篇文章将会进行浅要分析。

一.其作为正极溶剂的原因

1.高沸点与热稳定性:

NMP的沸点高达202℃,在涂布后的烘干过程中能缓慢挥发,避免快速蒸发导致浆料表面结皮或内部气泡,从而确保电极材料均匀分布。

2.较强溶解能力:

NMP对聚偏氟乙烯(PVDF)等粘结剂具有优异的溶解性,能形成均匀的浆料。PVDF是目前正极主流的粘结剂(渗透率达90%),而其他溶剂难以有效溶解PVDF。

3.低极性与高兼容性:

NMP的极性适中,既能溶解粘结剂,又能与导电剂、活性物质(如磷酸铁锂、三元材料)充分混合,保证浆料的稳定性和分散性。

NMP的润湿性和流动性优异,使浆料能均匀涂覆在金属箔片上,避免涂布过程中出现裂纹或厚度不均,直接影响电池的容量和安全性。

二.NMP在工艺中发挥的作用:

搅拌阶段:作为PVDF分散的溶剂,参与浆料分散,并形成介质均匀,长时间稳定,粘度在2000pa.s到10000pa.s的胶状溶液。

涂布阶段:作为浆料的主要液体载体,以稳定的敷料厚度均匀敷在金属基材上,要求和金属基材有非常好的润湿性,浆敷料厚度均匀敷在金属基材上,要求和金属基材有非常好的润湿性,浆料流动性适中。

涂布烘烤阶段:湿膜在烘箱中匀速运行,溶剂有规律性挥发,承担造孔功能,NMP以稳定的速度从湿膜中挥发,形成孔径均匀分布均匀的多孔微电极结构性挥发,承担造孔功能,NMP以稳定的速度从湿膜中挥发,形成孔径均匀分布均匀的多孔微电极结构。

三.电池级NMP要求:

1.纯度:99.9%;
2.水分:≤0.01%;
3.色度:≤10;
4.密度:1.026~1.036g/mL;
5.游离胺:10ppm;
6.PH值20℃50%:6.5-97.分子式:C9H5OH;
8.分子量99.134;闪点/20℃:89;
9.折射率nD20:1.465-1.475

四.NMP中可能产生的杂质:

1.有机类残留产物及反应副产物(酸、醇、醛、酮、胺、酰胺等)
2.残留水份
3.游离胺
4.制备过程控制失效导入异物(非金属异物)
5.制备过程控制失效导入异物(金属异物)

小结:NMP可以用作正极浆料的溶剂是由于其出色的理化性能,但也要谨防NMP产生的杂质对电池性能带来的危害。