锂电池的配方与工艺流程

1. 正负极配方

1.1 正极配方：LiCoO2+导电剂+粘合剂+集流体（铝箔）

LiCoO2(10μm): 96.0%

导电剂（Carbon ECP） 2.0%

粘合剂（PVDF 761） 2.0%

NMP（增加粘结性）:固体物质的分量比约为810:1496

a)正极粘度控制6000cps（温度25转子3）；

b) NMP分量须适当调理，达到粘度要求为宜；

c)特别注意温度、湿度对黏度的影响

正极活性物质：

钴酸锂：正极活性物质，锂离子源，为电池进步锂源。非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为6-8 μm，含水量≤0.2%，一般为碱性，pH值为10-11左右。

锰酸锂：非极性物质，不规则形状，粒径D50一般为5-7 μm，含水量≤0.2%，一般为弱碱性，pH值为8左右。

导电剂：链状物，含水量< 1%，粒径一般为 1-5 μm。一般运用导电性优异的超导碳黑，如科琴炭黑Carbon ECP和ECP600JD，其作用：进步正极资料的导电性，补偿正极活性物质的电子导电性；进步正极片的电解液的吸液量，增加反响界面，削减极化。

PVDF粘合剂：非极性物质，链状物，分子量从300,000到3,000,000不等；吸水后分子量下降，粘性变差。用于将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。常用的品牌如Kynar761。

NMP：弱极性液体，用来溶解/溶胀PVDF，一起用来稀释浆料。

集流体（正极引线）：由铝箔或铝带制成。

1.2 负极配方：石墨+导电剂+增稠剂（CMC）+粘结剂（SBR）+ 集流体（铜箔）

负极资料（石墨）：94.5%

导电剂（Carbon ECP）：1.0%(科琴超导碳黑)

粘结剂（SBR）：2.25%(SBR = 丁苯橡胶胶乳）

增稠剂（CMC）：2.25%(CMC = 羧甲基纤维素钠）

水：固体物质的分量比为1600:1417.5

a) 负极黏度控制5000-6000cps（温度25转子3）

b) 水分量需求适当调理，达到黏度要求为宜；

c) 特别注意温度湿度对黏度的影响

2、正负混料

石墨：负极活性物质，构成负极反响的首要物质；首要分为天然石墨和人工石墨两大类。非极性物质，易被非极性物质污染，易在非极性物质中涣散；不易吸水，也不易在水中涣散。被污染的石墨，在水中涣散后，简单从头聚会。一般粒径 D50为20μm左右。颗粒形状多样且多不规则，首要有球形、片状、纤维状等。

导电剂：其作用为：

a) 进步负极片的导电性，补偿负极活性物质的电子导电性。

b) 进步反响深度及利用率。

c) 防止枝晶的产生。

d) 利用导电资料的吸液才能，进步反响界面，削减极化。（可根据石墨粒度散布挑选加或不加）。

增加剂：下降不可逆反响，进步粘附力，进步浆料黏度，防止浆料沉淀。

增稠剂/防沉淀剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极性溶剂。

异丙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，进步石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，进步粘结强度。

乙醇：弱极性物质，加入后可减小粘合剂溶液的极性，进步石墨和粘合剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂线性 交链，进步粘结强度（异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的，大批量生产时可考虑成本因素然后挑选增加哪种）。

水性粘合剂（SBR）：将石墨、导电剂、增加剂和铜箔或铜网粘合在一起。小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。

去离子水（或蒸馏水）：稀释剂，酌量增加，改变浆料的流动性。

负极引线：由铜箔或镍带制成。

2.1正极混料 ：

2.1.1质料的预处理

1) 钴酸锂：脱水。一般用120 °C常压烘烤2小时左右。

2) 导电剂：脱水。一般用200 °C常压烘烤2小时左右。

3) 粘合剂：脱水。一般用120-140 °C常压烘烤2小时左右，烘烤温度视分子量的巨细决定。

4) NMP：脱水。运用干燥分子筛脱水或选用特别取料设施，直接运用。

2.1.2物料球磨：

1) 4小时结束，过筛别离出球磨；

2) 将LiCoO2 和Carbon ECP倒入料桶，一起加入磨球（干料：磨球=1:1），在滚瓶及上进行球磨，转速控制在60rmp以上。

2.1.3 质料的掺和：

1) 粘合剂的溶解（按规范浓度）及热处理。

2) 钴酸锂和导电剂球磨：使粉料初步混合，钴酸锂和导电剂粘合在一起，进步聚会作用和的导电性。配成浆料后不会单独散布于粘合剂中，球磨时间一般为2小时左右；为防止混入杂质，一般运用玛瑙球作为球磨介子。

2.1.4 干粉的涣散、浸湿：

原理：固体粉末放置在空气中，跟着时间的推移，将会吸附部分空气在固体的表面上，液体粘合剂加入后，液体与气体开始争夺固体表面；假如固体与气体吸附力比与液体的吸附力强，液体不能浸湿固体；假如固体与液体吸附力比与气体的吸附力强，液体能够浸湿固体，将气体挤出。

当潮湿角≤90°，固体浸湿。当潮湿角>90°，固体不浸湿。

正极资料中的一切组员都能被粘合剂溶液浸湿，所以正极粉料涣散相对简单。

涣散方法对涣散的影响：

1)静置法（时间长，效果差，但不损伤资料的原有结构）；

2)拌和法：自转或自转加公转（时间短，效果佳，但有或许损伤个别资料的自身结构）。

拌和桨对涣散速度的影响：拌和桨大致包含蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。一般蛇形、蝶形、桨型拌和桨用来抵挡涣散难度大的资料或配料的初始阶段；球形、齿轮形用于涣散难度较低的状态，效果佳。

拌和速度对涣散速度的影响。一般说来拌和速度越高，涣散速度越快，但对资料自身结构和对设备的损伤就越大。

浓度对涣散速度的影响。一般情况下浆料浓度越小，涣散速度越快，但太稀将导致资料的糟蹋和浆料沉淀的加重。

浓度对粘结强度的影响。浓度越大，柔制强度越大，粘接强度越大；浓度越低，粘接强度越小。

真空度对涣散速度的影响。高真空度有利于资料缝隙和表面的气体排出，下降液体吸附难度；资料在完全失重或重力减小的情况下涣散均匀的难度将大大下降。

温度对涣散速度的影响。适宜的温度下，浆料流动性好、易涣散。太热浆料简单结皮，太冷浆料的流动性将大打折扣。

稀释：将浆料调整为适宜的浓度，便于涂布。

2.1.5操作过程

a) 将NMP倒入动力混合机（100L）至80°C，称取PVDF加入其间，开机；参数设置：转速25±2转/分，拌和115-125分钟；

b) 接通冷却系统，将已经磨号的正极干料平均分四次加入，每次距离28-32分钟，第三次加料视资料需求增加NMP，第四次加料后加入NMP；动力混合机参数设置：转速为20±2转/分

c) 第四次加料30±2分钟后进行高速拌和，时间为480±10分钟；动力混合机参数设置：公转为30±2转/分，自转为25±2转/分；

d) 真空混合：将动力混合机接上真空，保持真空度为-0.09Mpa，拌和30±2分钟；动力混合机参数设置：公转为10±2分钟，自转为8±2转/分

e) 取250-300毫升浆料，运用黏度计丈量黏度；测试条件：转子号5，转速12或30rpm，温度范围25°C；

f) 将正极料从动力混合机中取出进行胶体磨、过筛，一起在不锈钢盆上贴上标识，与拉浆设备操作员交接后可流入拉浆作业工序。

2.1.6注意事项

a) 完结，清理机器设备及工作环境；

b) 操作机器时，需注意安全，防止砸伤头部。