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Brookfield粘度計在鋰離子電池漿料的流變特性研究

更新時(shí)間:2018-09-18   點(diǎn)擊次數:2427次

電池漿料的流變特性與儲存穩定性和涂布性能關(guān)系密切。在儲存過(guò)程中,低剪切速率范圍內的剪切粘度越大,漿料就越穩定??梢酝ㄟ^(guò)一定剪切速率下,粘度隨時(shí)間的變化關(guān)系表征電池漿料的沉降性能。

 

涂布過(guò)程是高剪切速率過(guò)程,在集流體上涂布后,漿料的平流過(guò)程又是低剪切速率過(guò)程。所以電池漿料在高剪切速率范圍下剪切粘度不能太高,如果粘度過(guò)大,則會(huì )造成涂布困難;在涂布后集流體上的漿料在重力和表面張力的作用下平流,在低剪切速率范圍,希望粘度逐漸恢復到涂布之前的高粘度。

在還沒(méi)有*恢復到高粘度之前,漿料的粘度還比較小,容易平流,涂層表面光滑厚度均勻?;謴偷臅r(shí)間不能太長(cháng),也不能太短?;謴蜁r(shí)間太長(cháng),漿料在平流過(guò)程中粘度太小,容易出現拖尾或者下邊緣比上面的涂層厚度高的現象。如果時(shí)間太短,漿料平流時(shí)間不夠。

電池漿料在儲存過(guò)程中,漿料中的顆粒只受到重力的作用,剪切速率非常低,通常的剪切速率范圍是 -。在儲存過(guò)程中,粘度越大,漿料就越穩定。BROOKFIELD博勒飛 DV3T配合SSA可以通過(guò)描繪在恒定低剪切速率下漿料的粘度隨時(shí)間的變化關(guān)系來(lái)表征電池漿料的沉降性能。

 

圖1是負極電池漿料在低剪切速率 0.1下的剪切粘度隨時(shí)間的變化關(guān)系??梢钥闯?,負極漿料的剪切粘度隨儲存時(shí)間增加而減小,說(shuō)明負極漿料在緩慢沉降。

羧甲基纖維素鈉(CMC)是電池漿料配方中的常用助劑,主要起增稠的作用,用于懸浮固體顆粒,阻止沉降,提供存儲穩定性。羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液需要在低剪切速率范圍內具有高粘度,有助于懸浮固體顆粒,降低顆粒的沉降速率。但是在高剪切速率范圍下,需要有較小的剪切粘度,便于涂布。

圖2是3%濃度的羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液的剪切粘度曲線(xiàn),可以看出,羧甲基纖維素鈉(CMC)溶液具有剪切變稀行為。

 

電池漿料的涂布過(guò)程是高剪切速率過(guò)程,在集流體上涂布后,漿料的平流過(guò)程又是低剪切速率過(guò)程。所以電池漿料在高剪切速率范圍下剪切粘度不能太高,如果粘度過(guò)大,會(huì )造成涂布困難;

在涂布后,漿料會(huì )在集流體上的重力和表面張力的作用下平流,在低剪切速率范圍,希望粘度逐漸恢復到涂布之前的高粘度。在還沒(méi)有*恢復到高粘度之前,漿料的粘度還比較小,容易平流,涂層表面光滑厚度均勻。

恢復的時(shí)間不能太長(cháng),也不能太短?;謴蜁r(shí)間太長(cháng),漿料平流過(guò)程中年度太小,容易出現拖尾或者下邊緣的厚度比上面的涂層厚度高的現象。如果時(shí)間太短,漿料平流時(shí)間不足。這個(gè)過(guò)程可以分為三個(gè)階段,三個(gè)剪切速率下粘度的變化來(lái)表征。

測試方法,BROOKFIELD博勒飛DV3T流變儀配合SSA利用單機編程功能,設置三個(gè)步驟,步:剪切速率0.1,測試時(shí)間60s,模擬漿料在涂布前的剪切粘度;第二步,剪切速率100,測試時(shí)間60s,模擬涂布過(guò)程的高剪切速率過(guò)程,此時(shí)剪切粘度會(huì )急劇降低;第三步,剪切速率0.1,模擬涂布后漿料粘度的恢復情況。