磷酸鐵鋰電池材料在鋰電池包加工中帶來了哪些難題？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-28 11:41
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國內(nèi)現(xiàn)在普遍選擇磷酸鐵鋰作為動力型鋰離子電池的正極材料，從政府、科研機構(gòu)、企業(yè)甚至是證券公司等市場分析員都看好這一材料，將其作為動力型鋰電池包的發(fā)展方向。但是，磷酸鐵鋰電池包也會遇到一些缺陷，在鋰電池包加工時磷酸鐵鋰材料會帶來哪些一系列難題呢?
磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。 鋰電池包的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。由于磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷，如振實密度與壓實密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低，材料的制備成本與電池的制造成本較高。鋰電池包將遇到以下一些問題：
1、磷酸鐵鋰電池涂布均一性問題
涂布不均，不僅鋰電池包一致性就不好，還關(guān)系到設(shè)計、使用安全性等問題。所以，鋰電池包制作過程中對涂布均一性的控制很嚴(yán)格。做配方、涂布工藝的知道，材料顆粒越小，涂布越難做均勻。根本的是從材料上進行改善，如提高導(dǎo)電性加大顆粒、顆粒球形化等，短時間內(nèi)可能有效果較為有限。立足現(xiàn)有材料，從鋰電池加工的角度來說，改善的途徑，可從以下幾項進行嘗試：
采用“線性”的導(dǎo)電劑：采用“線形”導(dǎo)電劑，目前主要是VGCF(碳纖維)和CNTs(碳納米管)、金屬納米線等。
改善分散效果：分散效果好的漿料，則顆粒接觸團聚的概率會大為降低，漿料的穩(wěn)定性會得到很大改善。
改進漿料轉(zhuǎn)移過程：漿料儲存時可考慮提高攪拌速度避免漿料粘稠;對于使用周轉(zhuǎn)桶轉(zhuǎn)移漿料的，盡可能縮短出料到涂布的時間，有條件的改用管道輸送，改善漿料粘稠現(xiàn)象。
采用擠壓涂布(噴涂)：擠壓涂布可以改善刮刀涂布表面紋路、厚度不均等現(xiàn)象，但是設(shè)備價格較高，對漿料的穩(wěn)定性要求較高。
2、磷酸鐵鋰電池干燥困難
由于磷酸鐵鋰電池包比表面大、粘結(jié)劑用量大，制備漿料時所需要的溶劑用量也就大，涂布后干燥也就較為困難。如何控制溶劑的揮發(fā)速度，則是一個值得關(guān)注的問題。
3、磷酸鐵鋰電池柔韌性較差
目前磷酸鐵鋰極片加工時，普遍感覺極片較硬、較脆，對疊片來說可能影響不是稍小，但對是在卷繞時，則是很為不利。極片柔韌性不好，卷繞彎曲時就容易掉粉、斷裂，導(dǎo)致短路等不良。
4、磷酸鐵鋰電池粘結(jié)性能較差
磷酸鐵鋰材料的顆粒小，比表面比比鈷酸鋰、錳酸鋰配增大了很多，需要的粘結(jié)劑也就更多。但是粘結(jié)劑用多了，降低活性物質(zhì)的含量，能量密度就降低，所以可能的情況下，鋰電池包生產(chǎn)過程中會盡力減少粘結(jié)劑用量。
5、最后是材料分散問題
制漿是鋰電池包生產(chǎn)過程中最為關(guān)鍵的工序之一，其核心任務(wù)就是把活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等物料均勻的混合，使得材料性能能夠更好的發(fā)揮。要混勻，先要能分散。顆粒減小，相應(yīng)的比表面也就增大，表面能也就增大，顆粒間發(fā)生聚合的趨勢就增強，相應(yīng)的有效分散空間也會增大。
較為有效的方法是采用超聲波分散技術(shù)。超聲分散工藝時間短，總體能耗降低，漿料分散效果好，材料顆粒的聚合得到有效延緩，穩(wěn)定性大為提高。
