為了提升鋰離子電池的性能，每個(gè)廠家都費(fèi)盡心思去研究正負(fù)極材料還能如何改進(jìn)，卻很容易忽略電池漿料中導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑形貌及其與活性物質(zhì)之間相互作用，以及制備過(guò)程中影響漿料分散體系穩(wěn)定性的因素。

事實(shí)上在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，鋰電池漿料的制備尤為關(guān)鍵，曾有日本專家說(shuō)過(guò)：漿料性質(zhì)的好壞影響到電池成品質(zhì)量的70%以上。它不僅影響電池性能，也是決定電池成本的關(guān)鍵指標(biāo)。比如說(shuō)穩(wěn)定性佳的漿料可以為生產(chǎn)提供足夠的連續(xù)性保障，在涂布過(guò)程中極片的面密度穩(wěn)定，能為電池容量、內(nèi)阻等性質(zhì)打下良好的基礎(chǔ)；若漿料的穩(wěn)定性不好，漿料會(huì)出現(xiàn)沉降、絮凝聚并等現(xiàn)象，產(chǎn)生大顆粒，對(duì)后續(xù)的涂布等工序產(chǎn)生影響，難以保證極片的參數(shù)。因此不僅生產(chǎn)制造步驟要環(huán)環(huán)把控，就連質(zhì)量控制也不能馬虎，尤其是質(zhì)量檢測(cè)方法的選擇，更是決定了質(zhì)控的成敗。

由于電池漿料是種由多種不同比重、不同粒度的原料組成，又是固-液相混合分散油狀的黑色流動(dòng)液體，屬于非牛頓液體，因此除具有一般流體所具有的特征如粘性、流動(dòng)性等，還具有一些自身特殊的性能，如流變性（流變性正是體現(xiàn)電池漿料分散效果是否良好的具體指標(biāo)之一）。同時(shí)，電池漿料高度不透光的特點(diǎn)，也使得激光粒度分析儀在測(cè)定其中材料的顆粒尺寸時(shí)存在困難。目前來(lái)說(shuō)，監(jiān)測(cè)漿料穩(wěn)定性的最佳手段是用zeta電位探頭直接定時(shí)（定期）觀察漿料的平均粒度和zeta電位變化、監(jiān)測(cè)團(tuán)聚的發(fā)生。

注：ZETA電位是指剪切面(Shear Plane)的電位，又叫電動(dòng)電位或電動(dòng)電勢(shì)，是表征膠體分散系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。分子或分散粒子越小，Zeta電位的絕對(duì)值（正或負(fù)）越高，體系越穩(wěn)定，即溶解或分散可以抵抗聚集。反之，Zeta電位（正或負(fù)）越低，越傾向于凝結(jié)或凝聚，即吸引力超過(guò)了排斥力，分散被破壞而發(fā)生凝結(jié)或凝聚。

電極的漿料組成成分及作用

為了精準(zhǔn)地對(duì)鋰離子電池漿料及其穩(wěn)定性進(jìn)行質(zhì)控，目前受到業(yè)界高度認(rèn)可的方法是通過(guò)超聲/電聲法表征漿料中顆粒的大小、流變性質(zhì)和電學(xué)性能——在可比較的范圍內(nèi)，超聲法和激光衍射法測(cè)得的顆粒粒度是一致的。與光學(xué)方法相比，聲學(xué)方法不受電滲效應(yīng)的影響，可以獲得更多的體系參數(shù)，特別是溶膠的微觀電學(xué)參數(shù)，包括膠體顆粒表面電荷密度和兩個(gè)表面電導(dǎo)率參數(shù)——德拜長(zhǎng)度和杜坎數(shù)。濃度高于1%的非均相體系的穩(wěn)定性不止與zeta電位有關(guān)，還與空間位阻有關(guān)。因此，這時(shí)更應(yīng)該關(guān)心顆粒本身的微觀電學(xué)性質(zhì)。如果稀釋后測(cè)定zeta電位，其結(jié)果因體系狀態(tài)改變很難代表體系的穩(wěn)定性參數(shù)。

在相關(guān)需求的驅(qū)動(dòng)下，目前市場(chǎng)上已有技術(shù)先進(jìn)的科學(xué)儀器廠家開發(fā)出集超聲粒度和zeta電位分析儀于一體的超聲/電聲譜儀，不僅可以測(cè)定原濃體系黑色漿料的粒度分布和zeta電位，適應(yīng)高粘度樣品的測(cè)定，而且可在一臺(tái)儀器上完成pH、溫度、電導(dǎo)率及流變性質(zhì)的測(cè)定。

如果您正苦惱于如何表征鋰電池漿料的穩(wěn)定性，想了解相關(guān)技術(shù)及儀器，請(qǐng)千萬(wàn)不要錯(cuò)過(guò)于11月23-25日在深圳開幕的“2021年全國(guó)新能源粉體材料暨增效輔材創(chuàng)新發(fā)展論壇”。屆時(shí)，來(lái)自儀思奇（北京）科技發(fā)展有限公司的楊正紅總經(jīng)理將帶來(lái)題為《鋰電池漿料及分散體系穩(wěn)定性的表征》的報(bào)告，帶我們了解這種膠體科學(xué)研究的得力手段，不想錯(cuò)過(guò)的話就趕緊點(diǎn)擊文末“閱讀原文”報(bào)名吧！

關(guān)于報(bào)告人

楊正紅，1985年畢業(yè)于北京大學(xué)，師從著名化學(xué)家，我國(guó)生物無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)科的開拓者，中科院院士王夔教授。留校任教至副研究員期間，主要從事自由基生命科學(xué)研究并擔(dān)任天然藥物及仿生藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室儀器組組長(zhǎng)，先后發(fā)表及合作發(fā)表論文三十余篇，獲得國(guó)家教委科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)及北京市衛(wèi)生局科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)各一項(xiàng)。

楊正紅先生自離開大學(xué)教學(xué)和科研崗位后，從1997年起負(fù)責(zé)顆粒特性分析儀器的技術(shù)支持及銷售，自2000年以來(lái)，有近20篇顆粒特性分析的論文發(fā)表，其著作《物理吸附100問(wèn)》已經(jīng)脫銷。他先后被聘為瑞士華嘉公司分析儀器部產(chǎn)品專家、銷售經(jīng)理，英國(guó)馬爾文儀器公司北方區(qū)經(jīng)理， 并同時(shí)擔(dān)任美國(guó)康塔儀器公司的中國(guó)區(qū)經(jīng)理及北京代表處首席代表。2016年7月，楊正紅先生創(chuàng)建儀思奇（北京）科技發(fā)展有限公司，致力于國(guó)外最先進(jìn)儀器分析技術(shù)的引入推廣和國(guó)產(chǎn)化先進(jìn)儀器裝備的自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

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