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rian822

金虫 (小有名气)


[交流] 【求助】关于锂电组装过程中极片上活性物质脱落的问题

我做的是锂电池负极材料为100nm左右的空心碳球,实验的流程如下:以NMP(N-甲基吡咯烷酮)做溶剂,将活性物质(纳米空心碳球)、导电剂炭黑及粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按8:1:1的比例调成浆料后,磁力搅拌24小时,使其混合均匀,然后用刮刀均匀涂于铜箔的毛面(铜箔厚度为9微米,一面光一面毛),将涂好料的铜箔置于 120 °C 下真空干燥14 h,将电极片冲压成所需直径的电极片,将电极片置于粉末压片机中以4Mpa的压力下保持10s,在80 °C下真空干燥2小时后,迅速放进手套箱中等待组装成电池。
      但是在实验的过程中发现,有些极片上的活性物质在压片之后就发生不同程度的翘起,而且在进手套箱之前的干燥之后,几乎所有的样品都会发生很严重的脱皮现象,根本无法装电池。
      为此,我以为是干燥过程对活性物质的脱落起的作用比较大,所以,我又进行了一组对比试验,稍微增大了粘结剂的比例,将活性物质(纳米空心碳球)、导电剂碳黑及粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)的比例设为80:5:15,而且在进手套箱之前不对其进行干燥,结果发现,在极片浸泡电解液后,也会发生明显的翘起,将这些活性物质部分脱落的极片组装成电池以后,50次循环之后可逆容量在400 mAh/g以上,但是我觉得肯定会有衰减。
      我跟我们这里的老师讨论过这个问题,他觉得,可能是由于我们这个材料具有一定的弹性,内部会有很大的应力,在压片之后或者干燥之后的冷却过程中,应力无法正常释放,导致材料发生膨胀,只是我现在也没有想好,如何处理可以缓解这种应力。
       另外,由于我们设备限制,每个极片上活性物质的量在1.5mg左右。
我想问一下各位,有没有遇到类似的情况,或者有没有什么建议。谢谢。
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jasonharvey

金虫 (小有名气)


rian822(金币+5): 感谢你的参与 2011-03-02 13:05:19
纳米碳电极很容易脱皮,龟裂,原因是颗粒太小,
体积又大,传统的粘结剂比列难以达到要求
磁力棒搅拌,力度不够
建议用超声棒进行超声搅拌
可以将粘结剂分散的更为均匀
再建议用泡沫镍作集流体
5楼2011-03-02 13:00:31
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hongliu1987

铜虫 (小有名气)


rian822(金币+5): 感谢你的参与。 2011-03-01 15:04:09
你自己分析的很全面,我遇过类似情况,和你所说的条件唯一不同的在于压片的压力,我的用16-18MPa. 我是做正极的
2楼2011-03-01 15:00:43
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xjzhou

铜虫 (小有名气)


rian822(金币+5): 感谢你的参与 2011-03-02 12:55:49
极片的厚度是多少?过厚也容易出现脱皮
3楼2011-03-02 10:34:18
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化学龙

铜虫 (正式写手)


rian822(金币+5): 感谢你的参与 2011-03-02 12:56:00
我觉得你可以试试PTFE,可能是你粒子太小的缘故,引起的脱皮现象。
4楼2011-03-02 11:05:16
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