合漿后的漿料需要具有較好的穩(wěn)定性，這是電池生產(chǎn)過(guò)程中保證電池一致性的一個(gè)重要指標(biāo)。隨著合漿結(jié)束，攪拌停止，漿料會(huì)出現(xiàn)沉降、絮凝聚并等現(xiàn)象，產(chǎn)生大顆粒，這會(huì)對(duì)后續(xù)的涂布等工序造成較大的影響。表征漿料穩(wěn)定性的主要參數(shù)有流動(dòng)性、粘度、固含量、密度等。

　　1.漿料的粘度

　　電極漿料需要具有穩(wěn)定且恰當(dāng)?shù)恼扯?，其?duì)極片涂布工序具有至關(guān)重要的影響。粘度過(guò)高或過(guò)低都是不利于極片涂布的，粘度高的漿料不容易沉淀且分散性會(huì)好一點(diǎn)，但是過(guò)高的粘度不利于流平效果，不利于涂布；粘度過(guò)低也是不好的，粘度低時(shí)雖然漿料流動(dòng)性好，但干燥困難，降低了涂布的干燥效率，還會(huì)發(fā)生涂層龜裂、漿料顆粒團(tuán)聚、面密度一致性不好等問(wèn)題。

　　在我們生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是粘度出現(xiàn)變化，而這里的“變化”又可分為：瞬時(shí)變化和靜止變化。瞬時(shí)變化是指在粘度測(cè)試過(guò)程中間就出現(xiàn)了劇烈的變化，靜止變化是指漿料靜止放置一段時(shí)間后粘度出現(xiàn)變化。粘度的變化或高或低，或時(shí)高時(shí)低。通常來(lái)說(shuō)，影響漿料粘度的因素主要有攪拌漿料的轉(zhuǎn)速、時(shí)間控制、配料順序、環(huán)境溫濕度等。因素很多，當(dāng)我們遇見粘度變化時(shí)應(yīng)該怎樣分析解決呢？漿料的粘度本質(zhì)上，是由粘結(jié)劑決定性影響的。假想，沒有粘結(jié)劑PVDF/CMC/SBR（如圖2、3），或者粘結(jié)劑沒有很好的將活物質(zhì)組合起來(lái)，固體活物質(zhì)會(huì)與導(dǎo)電劑構(gòu)成具有均勻涂覆的非牛頓流體嗎？不會(huì)！所以，分析解決漿料粘度變化的原因，要從粘結(jié)劑的本質(zhì)及漿料分散程度上著手。

　　圖2.PVDF分子排列結(jié)構(gòu)

　　圖3.CMC分子結(jié)構(gòu)式

　　（1）粘度升高

　　不同的漿料體系具有不同的粘度變化規(guī)律，目前主流的漿料體系是正極漿料PVDF/NMP油性體系，負(fù)極漿料是石墨/CMC/SBR水性體系。

　?、僬龢O漿料在放置一段時(shí)間后粘度升高。其原因一（短時(shí)間放置）是漿料攪拌速度過(guò)快，粘結(jié)劑未充分溶解，放置一段時(shí)間后PVDF粉末充分溶解，粘度升高。通常來(lái)說(shuō)，PVDF需要至少3個(gè)小時(shí)才能充分溶解，無(wú)論多快的攪拌速度都無(wú)法改變這一影響因素，所謂“欲速則不達(dá)”。原因之二（長(zhǎng)時(shí)間放置）是漿料靜置過(guò)程中，膠體由溶膠狀態(tài)變?yōu)槟z狀態(tài)，此時(shí)如果對(duì)其進(jìn)行慢速勻漿，其粘度可以恢復(fù)。原因之三是膠體與活物質(zhì)、導(dǎo)電劑顆粒之間形成了一種特殊的結(jié)構(gòu)，此狀態(tài)是不可逆的，漿料粘度升高后無(wú)法恢復(fù)。

　　②負(fù)極漿料粘度升高。負(fù)極漿料粘度升高主要是由粘結(jié)劑分子結(jié)構(gòu)被破壞引起的，分子鏈斷裂后被氧化后漿料粘度升高。如果物料被過(guò)度分散，顆粒粒徑產(chǎn)生較大的降低，也會(huì)增加漿料的粘度。

　?。?）粘度降低

　　①正極漿料粘度降低。原因之一，粘結(jié)劑膠體發(fā)生了性狀的變化。變化的原因多種多樣，如漿料傳輸過(guò)程中受到強(qiáng)剪切力、粘結(jié)劑吸收水分發(fā)生質(zhì)變、攪拌過(guò)程中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、自身發(fā)生降解等。原因之二，攪拌分散不均勻?qū)е聺{料中固體物質(zhì)大面積沉降。原因之三，攪拌過(guò)程中粘結(jié)劑受到設(shè)備和活物質(zhì)的強(qiáng)剪切力和摩擦力，在高溫情況下發(fā)生性狀變化，造成粘度下降。

　?、谪?fù)極漿料粘度降低。原因之一CMC中混有雜質(zhì)，CMC中的雜質(zhì)大多是難溶性高分子樹脂，當(dāng)CMC與鈣、鎂等混溶時(shí)，會(huì)降低其粘度。原因之二CMC是羥甲基纖維素鈉，其主要是C/O的結(jié)合，鍵強(qiáng)很弱極易被剪切力破壞，當(dāng)攪拌速度過(guò)快或時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)有可能破壞CMC的結(jié)構(gòu)。CMC在負(fù)極漿料中起到增稠和穩(wěn)定的作用，同時(shí)對(duì)原材料的分散起重要的作用，其結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生破壞，必然引起漿料沉降，粘度降低。原因之三是SBR粘結(jié)劑的破壞。在實(shí)際生產(chǎn)中通常選擇CMC和SBR協(xié)同工作，此二者的作用各不相同。SBR主要起到粘結(jié)劑的作用，但是其在長(zhǎng)時(shí)間攪拌下極易發(fā)生破乳，導(dǎo)致粘結(jié)性失效，漿料粘度降低。

　?。?）特殊情況（果凍狀及時(shí)高時(shí)低）

　　在正極漿料制備過(guò)程中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)漿料變成“果凍”的情況。這種情況的原因主要有二：其一，水分?？紤]活物質(zhì)吸潮、攪拌過(guò)程水分控制不好，原材料吸收水分后或者攪拌環(huán)境濕度較高，導(dǎo)致PVDF吸收水分變成果凍狀。其二，漿料或材料的pH值。pH值越高，對(duì)水分的控制就要求更嚴(yán)格，尤其是NCA、NCM811等高鎳材料的攪拌。

　　漿料粘度忽高忽低，原因之一可能是漿料測(cè)試過(guò)程中未完全穩(wěn)定下來(lái)，漿料粘度受溫度的影響很大。尤其是被高速分散之后，漿料內(nèi)部溫度存在一定的溫度梯度，取樣不同粘度也不盡相同。原因之二是漿料的分散性差，活物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑沒有良好的分散開，漿料就沒有好的流動(dòng)性，自然漿料粘度忽高忽低。

　　2.漿料的粒度

　　在合漿之后，需要對(duì)其粒度進(jìn)行測(cè)量，粒度測(cè)量的方法通常采用刮板法。粒度是表征漿料質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，粒度大小對(duì)于涂布工序、輥壓工序以及電池性能有重要影響，理論上來(lái)說(shuō)漿料粒度越小越好。當(dāng)顆粒粒徑過(guò)大時(shí)，漿料的穩(wěn)定性會(huì)受到影響，出現(xiàn)沉降、漿料一致性不良等。在擠壓式涂布過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)堵料、極片干燥后麻點(diǎn)等情況，造成極片質(zhì)量問(wèn)題。在后續(xù)的輥壓工序中，涂布不良處由于受力不均，極易造成極片斷裂、局部微裂紋，這對(duì)電池的循環(huán)性能、倍率性能和安全性能造成了極大的危害。

　　正負(fù)極活物質(zhì)、粘接劑、導(dǎo)電劑等主材料粒徑大小不一，密度不同，在攪拌過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)混合、擠壓、摩擦、團(tuán)聚等多種不同的接觸方式。在原材料被逐漸混勻、被溶劑潤(rùn)濕、大塊物料破裂和逐漸趨于穩(wěn)定這幾個(gè)階段中，會(huì)出現(xiàn)物料混合不勻、粘接劑溶解不良、細(xì)顆粒嚴(yán)重團(tuán)聚、粘接劑性狀發(fā)生變化等情況，就會(huì)導(dǎo)致大顆粒的產(chǎn)生。

　　當(dāng)我們弄明白顆粒出現(xiàn)的原因時(shí)就要對(duì)癥下藥，解決這些問(wèn)題。關(guān)于物料干粉混合，個(gè)人覺得攪拌機(jī)速度對(duì)干粉混合程度影響不大，但是兩者需要足夠的時(shí)間來(lái)保證干粉的混勻?，F(xiàn)在有的廠家選擇粉狀粘接劑有的選擇液體溶解好的粘接劑，兩種不同的粘接劑決定了工藝的不同，采用粉狀粘結(jié)劑需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)進(jìn)行溶解，否則在后期會(huì)出現(xiàn)溶脹、回彈、粘度變化等。細(xì)顆粒之間的團(tuán)聚不可避免，但是我們要保證物料之間有足夠大的摩擦力，能夠促使團(tuán)聚顆粒出現(xiàn)擠壓、破碎，利于混合。這就需要我們控制好漿料不同階段的固含量，太低的固含量會(huì)影響顆粒之間的摩擦分散。

　　3.漿料的固含量

　　漿料的固含量和漿料穩(wěn)定性息息相關(guān)，同種工藝與配方，漿料固含量越高，粘度越大，反之亦然。在一定范圍內(nèi)，粘度越高，漿料穩(wěn)定性越高。我們?cè)O(shè)計(jì)電池時(shí)，一般從電池容量反推卷芯厚度再到極片的設(shè)計(jì)，那么極片設(shè)計(jì)僅僅與面密度、活物質(zhì)密度、厚度等參數(shù)有關(guān)。極片的參數(shù)是通過(guò)涂布機(jī)和輥壓機(jī)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整的結(jié)果，漿料的固含量對(duì)其并無(wú)直接影響。那么，漿料固含量的高低是不是就無(wú)關(guān)緊要呢？

　　（1）固含量對(duì)于提高攪拌效率和涂布效率具有一定影響。固含量越高，漿料攪拌時(shí)間越短，所耗溶劑越少，涂布干燥效率越高，節(jié)省時(shí)間。

　?。?）固含量對(duì)設(shè)備有一定的要求。高固含量漿料對(duì)設(shè)備的損耗較高，因?yàn)楣毯吭礁撸O(shè)備磨損越嚴(yán)重。

　?。?）高固含量的漿料穩(wěn)定性更高，部分漿料穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果表明（如下圖），常規(guī)攪拌的TSI(不穩(wěn)定性指數(shù))1.05要高于高粘度攪拌工藝TSI值0.75，所以高粘度攪拌工藝所獲得的漿料穩(wěn)定性要優(yōu)于常規(guī)攪拌工藝。但是高固含量的漿料也會(huì)影響其流動(dòng)性，非常挑戰(zhàn)涂布工序的設(shè)備和技術(shù)人員。

　　（4）高固含量的漿料可以減少涂層間厚度，降低電池內(nèi)阻。

　　4.漿料密度

　　漿料的密度是反應(yīng)漿料一致性的重要參數(shù)，通過(guò)測(cè)試不同位置的漿料密度可以驗(yàn)證漿料的分散效果。在這就不多贅述，通過(guò)以上的總結(jié)，相信大家制備出良好的電極漿料。