漿料的穩(wěn)定性和分散性對極片的性質(zhì)、電池成品的性質(zhì)有著重要的影響。那么如何表征漿料的穩(wěn)定性和分散性呢?
漿料的分散性表征方法有如下幾種:
1. 細度
細度是電池漿料的重要性能指標,可反映漿料粒度和分散性等信息,通過細度值可以了解漿料中顆粒有沒有被分散,團聚體有沒有解聚。
2. 膜阻抗
鋰電池漿料是將電極活性材料和導(dǎo)電劑分散于粘結(jié)劑溶液中形成的固液混合體系。根據(jù)四探針膜阻抗測試原理,測試漿料膜阻抗,通過電阻率可定量分析漿料中導(dǎo)電劑的分布狀態(tài),判斷漿料分散效果的好壞。具體測試過程為:用涂膜器將漿料均勻涂覆在絕緣膜上,然后將其加熱干燥,干燥之后測量涂層的厚度,裁切樣品,尺寸滿足無窮大要求,最后采用四探針測量電極膜阻抗,根據(jù)厚度計算電阻率。
3.掃描電鏡/能譜分析/冷凍電鏡
掃描電鏡(SEM)可以用來直接觀察漿料的形貌,配合能譜分析(EDS)各組分的分散程度。但是在制備樣品時,漿料在這個過程中干燥可能會引起本身成分的再分布,冷凍電鏡(Cryo-SEM)則能夠保持漿料成分原始的分布狀態(tài),因此近來也開始應(yīng)用于漿料性質(zhì)分析。
4. 極片CT成像
極片CT成像可以直接觀察極片中顆粒的分散狀態(tài)。如下圖所示,圖a極片里面大顆粒團聚較多,圖b極片團聚顆粒明顯減少,而圖c極片中幾乎沒有團聚得大顆粒。
5. 激光衍射測量技術(shù)
激光衍射測量技術(shù)應(yīng)用菲涅爾散射理論和弗朗禾費理論求得顆粒粒徑大小和分布的技術(shù)。以該技術(shù)為依托的激光粒度儀測量精度高、重復(fù)性好,且測量時間短,目前已被廣泛應(yīng)用于電池廠,用來測試電池中漿料的粒度。
6. 電化學(xué)阻抗譜分析方法
Wang等采用電化學(xué)阻抗譜分析方法(EIS),直接對液態(tài)漿料進行阻抗譜分析,獲得了不同粒子濃度下漿料的電化學(xué)特性,并通過阻抗譜擬合結(jié)果建立了基于參數(shù)等效電路模型的電極漿料內(nèi)部粒子分布結(jié)構(gòu)評價方法,為鋰離子電池漿料內(nèi)部非均勻結(jié)構(gòu)的在線測量和在線評價提供了新的思路。EIS測試原理如圖所示。
來源:鋰電芯動