锂离子电池基本制作及注意事项课件

电池基本制作及注意事项一、材料理化性能定义及描述

二、电极中的各种材料及其基本用途特性

1、导电剂类

2、电极材料

3、胶类

三、电池表现良好性能需要满足的几个条件

四、搅拌方法及顺序

1、搅胶

2、搅油性材料

3、搅水性材料

五、实验过程中常见问题、解决方案及影响一、材料理化性能定义及描述

比表面积（m2/g）：指材料单位质量粒子所具有的表面积。（测试方法：计算单位重量的材料所吸附的氩气体积）。

粒径（µm）：材料颗粒大小的描述，指材料粒子的直径大小。D50则描述材料平均粒径大小。

振实密度（g/cm3）：材料通过一定机械振动所得单位质量所振实下去的体积。

另外，还有材料本身结构、外观型态、放电容量、容量效率、杂质含量等也是各项材料性能制约因素。2、电极材料

就一般锂离子二次电池而言

正极材料：钴酸锂，本身克容量135-150mAh/g，压实密度3.65-4.00g/cc，LiCoO2为正极的锂离子电池具有开路电压高、比能量高（理论比能量1068Wh/kg，理论容量274mAh/g）、循环寿命长、能快速放电的特点，但价格贵。

负极材料：人造石墨、中间相碳微球、天然石墨改性类等等。

普通人造石墨：克容量290-310mAh/g，压实1.45-1.55g/cc。

中间相碳微球：克容量310-320mAh/g，压实1.55-1.65g/cc。

天然石墨改性：克容量320-340mAh/g，压实1.55-1.65g/cc。

3、胶类

对于俗名为PVDF的高分子胶来说，其化学名为聚偏氟乙烯，其粘度的大小受分子量、官能团位置及加工工艺影响。一般来说，对于相同加工工艺、相同官能团位置，则其分子量越大其粘度越高，但随着粘度的增高，其对浆料的沉降现象也就更为明显。而CMC和SBR则为水性体系中所配合使用的胶。

CMC（羧甲基纤维素纳）：白色或微黄色粉末，本身有粘接性能，但在水性体系中其最基本作用还是分散材料及SBR。

SBR（丁苯橡胶乳）：白色带浅蓝色乳状液体，高分子化合物，与CMC混合使用，其粘接性能较好。

三、电池表现良好性能需要满足的几个条件

对于材料来说，要使其表现出良好的性能，无非要达到以下几个条件：

1、材料本身结构的完美性，颗粒大小的均一性，颗粒外观的平滑性。

2、活性物分子在电极中的均一散布

3、活性物分子与导电剂的良好接触

4、顺畅地传导网络

5、与电解液良好的浸润程度

6、针对各种材料性能的良好工艺条件。四、搅拌方法及顺序

1、搅胶

PVDF：按照所要配置的浓度称取足量的PVDF干粉，放入干燥烘箱内，以70-80度恒温烘烤60-120min，再称取足量的NMP入配胶容器中，将容器固定，再匀速分散地将PVDF干粉加入容器中，边搅动边溶解，直到加完PVDF干粉，将容器尽量密封，搅拌3-4h，待干粉完全溶解，可慢搅以除去胶中的气泡或是将其溶液倒入固定容器中，密封静置一段时间即可。

此胶忌水，其浓度一般为12%。

CMC：方法步骤基本同上，只是该溶液体系为水性，其溶剂为去离子水而非NMP，且该溶液体系浓度一般为2-3.5%。3、搅水性材料

3.1加入导电剂SP，用少量NMP将其润湿，并搅拌10-20min。

3.2向第一步中加入其它导电剂、活性物及CMC与适量的H2O，用勺子搅拌，后将其置于搅拌器上高速搅拌，直至看到浆料表面较为光滑，再将其固定于搅拌器上搅拌1.2-1.5h（此步要求浆料要高速稠搅，达到分散之目的）。

3.3向第二步中加入适量的H2O调节稀稠。

3.4向上一步浆料中加入足量的SBR，中速搅拌至SBR完全溶解，大概30min左右。（加SBR时要求低温慢速）

3.5加入浆料含水量10-15%NMP（含第1步中加的NMP），慢搅除气泡，30min左右。

3.6取下浆料，过滤。五、实验过程中常见问题、解决方案及影响

1、烘料目的、时间及温度。

电极材料：为除去其中的水份、油脂及尘灰，烘烤条件一般为160度4H。

胶：主要除水份，烘烤条件一般70-80度烘烤60-120min。

草酸：除水份及结晶水，烘烤条件一般70-80度烘烤30-60min。

2、导电剂的使用原则。

导电剂一般混合使用，采用取长补短法则。

3、导电剂添加量对电池的影响。

导电剂加少对容量、循环、平台、高低温放电性能及大电流放电、安全性能、内阻等均有影响。

4、配料时加料顺序之区别与优劣。

导电剂与胶添加顺序、草酸添加顺序、NMP在水性料中的添加顺序等等。5、胶加少及加错对电池性能的影响。

6、配料时急速冷却有何影响。7、在油性负极配置中为何加草酸以及草酸的加法与及量如何。

加草酸有两个目的：除去铜箔表面氧化层及在铜箔表面形成腐蚀沟，增加浆料对铜箔的附着性。其用量一般为PVDF用量的2%。

8、CMC、SBR在水性料中的作用及注意事项。

CMC与SBR均有粘接性，在浆料中配合使用，其中CMC在此时主要起分散作用，SBR则主要起粘接作用。

9、配水性负极为何加NMP以及用量方法如何。

水性负极中添加NMP主要是增加负箔表面张力，使浆料表看来更为光滑，且为了避免拉浆时的收边现象。不过，加料时应注意：SBR与NMP均为高分子有机物，快速或高温均能使两种