二次电池用电极浆料及筛选方法与流程

    技术2026-06-15  33


    本发明涉及二次电池,具体而言,涉及二次电池用电极浆料及筛选方法。


    背景技术:

    1、锂离子电极浆料涂布是电池制造的关键工艺步骤,电极浆料需要具有较好的稳定性,这是电池生产过程中保证电池一致性的一个重要指标。浆料生产过程中,随着合浆结束,搅拌停止,浆料会出现沉降、絮凝聚并等现象,产生大颗粒,导致橘皮、针孔、凹坑、拖尾、厚边、薄边等缺陷。目前,锂离子电极浆料涂布出现缺陷后,考虑最多的就是,通过工艺工程师去调节涂布机的各种参数,刮刀间隙、涂布速度等。这种改善的方式难度较大、属于补救措施从生产上来说并不是优先选择。

    2、鉴于此,有必要提供一种电极浆料的筛选方法,在使用浆料进行涂布前,对涂布情况进行预测,以提高制备极片的合格率。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供二次电池用电极浆料及筛选方法,提高由其制备的极片的合格率。

    2、本发明是这样实现的:

    3、第一方面,本发明提供一种二次电池用电极浆料,所述电极浆料在25℃、环境湿度≤25%、50/s恒剪切条件下测试的粘度为4000mpa·s-6500mpa·s,三阶段触变性测试中粘度恢复到90%的时间为15s-20s,其中,三阶段触变性测试的具体方法为:取一定量的合浆待涂布浆料置于粘度计中,第一阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为10s,每秒采集一次粘度数据;第二阶段粘度计转子的旋转速度为800-1000/s,旋转时间为5s,每0.5秒采集一次粘度数据;第三阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为200s,每秒采集一次粘度数据;当第三阶段黏度恢复到第一阶段稳定粘度的90%的时所需时间记为t。

    4、采用本申请提供的二次电池用电极浆料制备极片,可以显著减少极片出现橘皮、针孔、凹坑、拖尾、厚边、薄边缺陷的概率,有利于提高极片的合格率。本发明中,恒剪切粘度,会影响涂布的稳定性和完整性,黏度低过低会导致涂布的厚度不足,断带等;黏度恢复时间反应浆料的触变性,恢复时间越久触变性越小,浆料涂布的极片易造成拖尾、厚边等。

    5、第二方面,本发明提供一种二次电池用电极浆料的筛选方法,包括以下步骤:

    6、测试所述电极浆料恒剪切条件下的粘度η1和三阶段触变性测试中的粘度恢复时间t;

    7、若粘度在第一预设范围内、粘度恢复时间t在第二预设范围内,则判定为合格电极浆料;否则判定为不合格电极浆料。

    8、本申请通过对二次电池用电极浆料粘度和触变性能的检测,可以对浆料进行筛选,当测得的粘度和触变性能均处于预设范围,则判定浆料合格;若测得的粘度和触变性能没有都处于预设范围,则判定浆料不合格,通过该方式可以显著减少出现橘皮、针孔、凹坑、拖尾、厚边、薄边缺陷的极片,有利于提高极片的合格率。

    9、在可选的实施方式中,所述电极浆料包括正极浆料和负极浆料。

    10、在可选的实施方式中,所述电极浆料为正极浆料在25℃、环境湿度≤25%、50/s恒剪切条件下测试得到粘度η1;所述第一预设范围为4000mpa·s-6500mpa·s。

    11、在可选的实施方式中,η2=a1η1+b1,η2为12000mpa·s-17000mpa·s,其中a1和b1均为常数,a1为2.2-2.3,b1为2800-2850。

    12、申请人研究发现,采用旋转粘度计测定的电极浆料粘度会影响浆料涂布的完整性,且采用旋转粘度计测定的电极浆料粘度与恒剪切条件下测试的粘度之间存在线性关系,本申请中对二者之间的线性关系进行研究,采用恒剪切条件下测试的粘度η1推测旋转粘度计测定的电极浆料粘度η2,可以减少测试数据,提高筛选效率和准确性。

    13、在可选的实施方式中,η3=a2η1+b2,η3为4000mpa·s-7000mpa·s,其中a2和b2均为常数,a2为0.920-0.925,b2为605-610。

    14、申请人研究发现,变剪切条件下测试的粘度会影响电极浆料的稳定性性能,且对于电极浆料,变剪切条件下测试的粘度与恒剪切条件下测试的粘度之间存在线性关系,本申请中对二者之间的线性关系进行研究,采用恒剪切条件下测试的粘度η1推测采用变剪切条件下测试的粘度η3,可以减少测试数据,提高筛选效率和准确性。

    15、在可选的实施方式中,所述电极浆料为正极浆料,粘度恢复时间t为三阶段触变性测试中粘度恢复到90%的时间;所述第二预设范围为15s-20s;其中,三阶段触变性测试的具体方法为:取一定量的合浆待涂布浆料置于粘度计中,第一阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为10s,每秒采集一次粘度数据;第二阶段粘度计转子的旋转速度为1000/s,旋转时间为5s,每0.5秒采集一次粘度数据;第三阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为200s,每秒采集一次粘度数据;当第三阶段黏度恢复到第一阶段稳定粘度的90%的时所需时间记为t。

    16、在可选的实施方式中,所述电极浆料为负极浆料在25℃、环境湿度≤25%、50/s恒剪切条件下测试得到粘度η1;所述第一预设范围为2500mpa·s-为3500mpa·s。

    17、在可选的实施方式中,所述电极浆料为负极浆料,粘度恢复时间t为三阶段触变性测试中粘度恢复到90%的时间;所述第二预设范围为15s-为20s;其中,三阶段触变性测试的具体方法为:取一定量的合浆待涂布浆料置于粘度计中,第一阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为10s,每秒采集一次粘度数据;第二阶段粘度计转子的旋转速度为800/s,旋转时间为5s,每0.5秒采集一次粘度数据;第三阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为200s,每秒采集一次粘度数据;当第三阶段黏度恢复到第一阶段稳定粘度的90%的时所需时间记为t。

    18、在可选的实施方式中,所述二次电池包括锂离子电池和钠离子电池。

    19、本发明具有以下有益效果:

    20、本申请通过对二次电池用电极浆料粘度和触变性能的检测,可以对浆料进行筛选,当测得的粘度和触变性能均处于预设范围,则判定浆料合格;若测得的粘度和触变性能没有都处于预设范围,则判定浆料不合格,通过该方式可以显著减少出现橘皮、针孔、凹坑、拖尾、厚边、薄边缺陷的极片,有利于提高极片的合格率。



    技术特征:

    1.一种二次电池用电极浆料,其特征在于,所述电极浆料在25℃、环境湿度≤25%、50/s恒剪切条件下测试的粘度为4000mpa·s-6500mpa·s,三阶段触变性测试中粘度恢复到90%的时间t为15s-20s,其中,三阶段触变性测试的具体方法为:取合浆待涂布浆料置于粘度计中,第一阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为10s,每秒采集一次粘度数据;第二阶段粘度计转子的旋转速度为800-1000/s,旋转时间为5s,每0.5秒采集一次粘度数据;第三阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为200s,每秒采集一次粘度数据;当第三阶段黏度恢复到第一阶段稳定粘度的90%的时所需时间记为t。

    2.一种二次电池用电极浆料的筛选方法,其特征在于,包括以下步骤:

    3.根据权利要求2所述的二次电池用电极浆料的筛选方法,其特征在于,所述电极浆料包括正极浆料和负极浆料。

    4.根据权利要求2所述的二次电池用电极浆料的筛选方法,其特征在于,所述电极浆料为正极浆料在25℃、环境湿度≤25%、50/s恒剪切条件下测试得到粘度η1;所述第一预设范围为4000mpa·s-6500mpa·s。

    5.根据权利要求4所述的二次电池用电极浆料的筛选方法,其特征在于,η2=a1η1+b1,η2为12000mpa·s-17000mpa·s,其中a1和b1均为常数,a1为2.2-2.3,b1为2800-2850。

    6.根据权利要求4所述的二次电池用电极浆料的筛选方法,其特征在于,η3=a2η1+b2,η3为4000mpa·s-7000mpa·s,其中a2和b2均为常数,a2为0.920-0.925,b2为605-610。

    7.根据权利要求2所述的二次电池用电极浆料的筛选方法,其特征在于,所述电极浆料为正极浆料,粘度恢复时间t为三阶段触变性测试中粘度恢复到90%的时间;所述第二预设范围为15s-20s;其中,三阶段触变性测试的具体方法为:取合浆待涂布浆料置于粘度计中,第一阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为10s,每秒采集一次粘度数据;第二阶段粘度计转子的旋转速度为1000/s,旋转时间为5s,每0.5秒采集一次粘度数据;第三阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为200s,每秒采集一次粘度数据;当第三阶段黏度恢复到第一阶段稳定粘度的90%的时所需时间记为t。

    8.根据权利要求2所述的二次电池用电极浆料的筛选方法,其特征在于,所述电极浆料为负极浆料在25℃,环境湿度≤25%、50/s恒剪切条件下测试得到粘度η1;所述第一预设范围为2500mpa·s-为3500mpa·s。

    9.根据权利要求2所述的二次电池用电极浆料的筛选方法,其特征在于,所述电极浆料为负极浆料,粘度恢复时间t为三阶段触变性测试中粘度恢复到90%的时间;所述第二预设范围为15s-为20s;其中,三阶段触变性测试的具体方法为:取合浆待涂布浆料置于粘度计中,第一阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为10s,每秒采集一次粘度数据;第二阶段粘度计转子的旋转速度为800/s,旋转时间为5s,每0.5秒采集一次粘度数据;第三阶段粘度计转子的旋转速率为1/s,旋转时间为200s,每秒采集一次粘度数据;当第三阶段黏度恢复到第一阶段稳定粘度的90%的时所需时间记为t。

    10.根据权利要求2所述的二次电池用电极浆料的筛选方法,其特征在于,所述二次电池包括锂离子电池和钠离子电池。


    技术总结
    本发明公开了二次电池用电极浆料及筛选方法,所述电极浆料在25℃、环境湿度≤25%、50/s恒剪切条件下测试的粘度为4000mPa·s‑6500mPa·s,三阶段触变性测试中粘度恢复到90%的时间为15s‑20s,本申请通过对二次电池用电极浆料粘度和触变性能的检测,可以对浆料进行筛选,当测得的粘度和触变性能均处于预设范围,则判定浆料合格;若测得的粘度和触变性能没有都处于预设范围,则判定浆料不合格,通过该方式可以显著减少出现橘皮、针孔、凹坑、拖尾、厚边、薄边缺陷的极片,有利于提高极片的合格率。

    技术研发人员:陈永江,文娟,王建,冯笑
    受保护的技术使用者:星恒电源股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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