搅拌浆料干法与湿法混料
浆料搅拌的本质是构建一个“稳定、均匀、可加工”的悬浮胶体体系。目前大厂的搅拌工艺一般为干混和湿混两种。浆料的搅拌绝非简单的混合,而是一个涉及流体力学、胶体化学和表面物理的精密过程。
理想的浆料具有组分均一性(各物质均匀分布)、稳定性(48h无沉降或黏度变化小)、适宜的流变性(好涂布)。
一.干法搅拌与湿法搅拌的核心差异:
干法:以机械力为主导,通过固相粉末间的摩擦、碰撞实现分散,用较少的溶剂介质来完成制浆。
湿法:以溶剂为介质,通过液相剪切力和胶体化学实现分散与稳定。
二.湿法搅拌步骤:(以负极搅拌为例)
“先胶后混”:先将具有一定粘结效果的分散剂CMC溶解在溶剂(水)中制成均一胶液,再加入活性物质(石墨)、导电剂(SP)等进行分散混合。此时物料已液相为主:浆料为高粘度流体,高度依赖溶剂的分散作用。然后依靠依靠搅拌器的剪切力,在液体介质中将团聚的颗粒(尤其是导电剂SP)打散、分布均匀。

图1.CMC打胶工艺单

图2.负极湿混搅拌单
三.干法搅拌步骤:(以负极搅拌为例)
先将所有固体粉末(石墨、SP、粘结剂)在干态下进行充分、均匀的机械混合,再加入少量溶剂触发粘结剂“原位”成胶。浆料状态以固相为主,主体过程是固体粉末的物理混合,最终形成的“湿料”呈颗粒状,固体含量极高。最后依靠高速混合设备的强大机械力,通过颗粒间碰撞、摩擦、剪切,来制备浆料。

四.干混制浆的优势:
最直接最主要的优势就是节省制浆时间,无需打胶。降低了生产成本。另外干混极片孔隙结构更优,可在相同面密度下实现更高压实,提升体积能量密度;干混工艺从源头大幅削减废水产生量和处理成本。
五.特别注意
- 第一次加入溶剂的量是一个关键工艺,溶剂量存在一个临界点。 若溶剂偏少,不足以润湿全部粉料,那么干粉必然成团,后续想将其打开有一定难度;过干的情况下,双行星搅拌机中,浆料容易“爬杆”,并不能起到搅拌的。
- 干法制浆一定要注意浆料的分散状态,原理上干法制浆对电池的性能优于湿法。如果把握不好干法的浆料分散状态,效果会大打折扣。
