1.正負(fù)極配方

1.1正極配方：LiCoO2+導(dǎo)電劑+粘合劑+集流體(鋁箔)

LiCoO2(10μm):96.0%

導(dǎo)電劑(CarbonECP)2.0%

粘合劑(PVDF761)2.0%

NMP(增加粘結(jié)性):固體物質(zhì)的重量比約為810:1496

a)正極粘度控制6000cps(溫度25轉(zhuǎn)子3);

b)NMP重量須適當(dāng)調(diào)節(jié)，達(dá)到粘度要求為宜;

c)特別注意溫度、濕度對黏度的影響

正極活性物質(zhì)：

鈷酸鋰：正極活性物質(zhì)，鋰離子源，為電池提高鋰源。非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為6-8μm，含水量≤0.2%，通常為堿性，pH值為10-11左右。

錳酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為5-7μm，含水量≤0.2%，通常為弱堿性，pH值為8左右。

導(dǎo)電劑：鏈狀物，含水量<1%，粒徑一般為1-5μm。通常使用導(dǎo)電性優(yōu)異的超導(dǎo)碳黑，如科琴炭黑CarbonECP和ECP600JD，其作用：提高正極材料的導(dǎo)電性，補(bǔ)償正極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性;提高正極片的電解液的吸液量，增加反應(yīng)界面，減少極化。

PVDF粘合劑：非極性物質(zhì)，鏈狀物，分子量從300,000到3,000,000不等;吸水后分子量下降，粘性變差。用于將鈷酸鋰、導(dǎo)電劑和鋁箔或鋁網(wǎng)粘合在一起。常用的品牌如Kynar761。

NMP：弱極性液體，用來溶解/溶脹PVDF，同時(shí)用來稀釋漿料。

集流體(正極引線)：由鋁箔或鋁帶制成。

鋰電池的配方與工藝流程"/>

1.2負(fù)極配方：石墨+導(dǎo)電劑+增稠劑(CMC)+粘結(jié)劑(SBR)+集流體(銅箔)

負(fù)極材料(石墨)：94.5%

導(dǎo)電劑(CarbonECP)：1.0%(科琴超導(dǎo)碳黑)

粘結(jié)劑(SBR)：2.25%(SBR=丁苯橡膠膠乳)

增稠劑(CMC)：2.25%(CMC=羧甲基纖維素鈉)

水：固體物質(zhì)的重量比為1600:1417.5

a)負(fù)極黏度控制5000-6000cps(溫度25轉(zhuǎn)子3)

b)水重量需要適當(dāng)調(diào)節(jié)，達(dá)到黏度要求為宜;

c)特別注意溫度濕度對黏度的影響

2、正負(fù)混料

石墨：負(fù)極活性物質(zhì)，構(gòu)成負(fù)極反應(yīng)的主要物質(zhì);主要分為天然石墨和人造石墨兩大類。非極性物質(zhì)，易被非極性物質(zhì)污染，易在非極性物質(zhì)中分散;不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新團(tuán)聚。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則，主要有球形、片狀、纖維狀等。

導(dǎo)電劑：其作用為：

a)提高負(fù)極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償負(fù)極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。

b)提高反應(yīng)深度及利用率。

c)防止枝晶的產(chǎn)生。

d)利用導(dǎo)電材料的吸液能力，提高反應(yīng)界面，減少極化。(可根據(jù)石墨粒度分布選擇加或不加)。

添加劑：降低不可逆反應(yīng)，提高粘附力，提高漿料黏度，防止?jié){料沉淀。

增稠劑/防沉淀劑(CMC)：高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。

異丙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性;具有強(qiáng)烈的消泡作用;易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度。

乙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性;具有強(qiáng)烈的消泡作用;易催化粘合劑線性交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度(異丙醇和乙醇的作用從本質(zhì)上講是一樣的，大批量生產(chǎn)時(shí)可考慮成本因素然后選擇添加哪種)。

水性粘合劑(SBR)：將石墨、導(dǎo)電劑、添加劑和銅箔或銅網(wǎng)粘合在一起。小分子線性鏈狀乳液，極易溶于水和極性溶劑。

去離子水(或蒸餾水)：稀釋劑，酌量添加，改變漿料的流動(dòng)性。

負(fù)極引線：由銅箔或鎳帶制成。

2.1正極混料：

2.1.1原料的預(yù)處理

1)鈷酸鋰：脫水。一般用120°C常壓烘烤2小時(shí)左右。

2)導(dǎo)電劑：脫水。一般用200°C常壓烘烤2小時(shí)左右。

3)粘合劑：脫水。一般用120-140°C常壓烘烤2小時(shí)左右，烘烤溫度視分子量的大小決定。

4)NMP：脫水。使用干燥分子篩脫水或采用特殊取料設(shè)施，直接使用。

2.1.2物料球磨：

1)4小時(shí)結(jié)束，過篩分離出球磨;

2)將LiCoO2和CarbonECP倒入料桶，同時(shí)加入磨球(干料：磨球=1:1)，在滾瓶及上進(jìn)行球磨，轉(zhuǎn)速控制在60rmp以上

2.1.3原料的摻和：

1)粘合劑的溶解(按標(biāo)準(zhǔn)濃度)及熱處理。

2)鈷酸鋰和導(dǎo)電劑球磨：使粉料初步混合，鈷酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起，提高團(tuán)聚作用和的導(dǎo)電性。配成漿料后不會單獨(dú)分布于粘合劑中，球磨時(shí)間一般為2小時(shí)左右;為避免混入雜質(zhì)，通常使用瑪瑙球作為球磨介子。

2.1.4干粉的分散、浸濕：

原理：固體粉末放置在空氣中，隨著時(shí)間的推移，將會吸附部分空氣在固體的表面上，液體粘合劑加入后，液體與氣體開始爭奪固體表面;如果固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng)，液體不能浸濕固體;如果固體與液體吸附力比與氣體的吸附力強(qiáng)，液體可以浸濕固體，將氣體擠出。

當(dāng)潤濕角≤90°，固體浸濕。當(dāng)潤濕角>90°，固體不浸濕。

正極材料中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料分散相對容易。

分散方法對分散的影響：

1)靜置法(時(shí)間長，效果差，但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu));

2)攪拌法：自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)(時(shí)間短，效果佳，但有可能損傷個(gè)別材料的自身結(jié)構(gòu))。

攪拌槳對分散速度的影響：攪拌槳大致包括蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶形、槳型攪拌槳用來對付分散難度大的材料或配料的初始階段;球形、齒輪形用于分散難度較低的狀態(tài)，效果佳。

攪拌速度對分散速度的影響。一般說來攪拌速度越高，分散速度越快，但對材料自身結(jié)構(gòu)和對設(shè)備的損傷就越大。

濃度對分散速度的影響。通常情況下漿料濃度越小，分散速度越快，但太稀將導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和漿料沉淀的加重。

濃度對粘結(jié)強(qiáng)度的影響。濃度越大，柔制強(qiáng)度越大，粘接強(qiáng)度越大;濃度越低，粘接強(qiáng)度越小。

真空度對分散速度的影響。高真空度有利于材料縫隙和表面的氣體排出，降低液體吸附難度;材料在完全失重或重力減小的情況下分散均勻的難度將大大降低。

溫度對分散速度的影響。適宜的溫度下，漿料流動(dòng)性好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮，太冷漿料的流動(dòng)性將大打折扣。

稀釋：將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

2.1.5操作步驟

a)將NMP倒入動(dòng)力混合機(jī)(100L)至80°C，稱取PVDF加入其中，開機(jī);參數(shù)設(shè)置：轉(zhuǎn)速25±2轉(zhuǎn)/分，攪拌115-125分鐘;

b)接通冷卻系統(tǒng)，將已經(jīng)磨號的正極干料平均分四次加入，每次間隔28-32分鐘，第三次加料視材料需要添加NMP，第四次加料后加入NMP;動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：轉(zhuǎn)速為20±2轉(zhuǎn)/分

c)第四次加料30±2分鐘后進(jìn)行高速攪拌，時(shí)間為480±10分鐘;動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為30±2轉(zhuǎn)/分，自轉(zhuǎn)為25±2轉(zhuǎn)/分;

d)真空混合：將動(dòng)力混合機(jī)接上真空，保持真空度為-0.09Mpa，攪拌30±2分鐘;動(dòng)力混合機(jī)參數(shù)設(shè)置：公轉(zhuǎn)為10±2分鐘，自轉(zhuǎn)為8±2轉(zhuǎn)/分

e)取250-300毫升漿料，使用黏度計(jì)測量黏度;測試條件：轉(zhuǎn)子號5，轉(zhuǎn)速12或30rpm，溫度范圍25°C;

f)將正極料從動(dòng)力混合機(jī)中取出進(jìn)行膠體磨、過篩，同時(shí)在不銹鋼盆上貼上標(biāo)識，與拉漿設(shè)備操作員交接后可流入拉漿作業(yè)工序。

2.1.6注意事項(xiàng)

a)完成，清理機(jī)器設(shè)備及工作環(huán)境;

b)操作機(jī)器時(shí)，需注意安全，避免砸傷頭部。