[发明专利]一种锂离子电池浆料稳定性的评价方法

说明书

本发明是利用锂离子电池浆料是由不同物质组成的悬浮体系，浆料中各成分之间没有发生化学反应，不存在稳定的化学键，在静置状态下会随着时间延长而发生沉降，浆料的均一性被打破，相同体积的浆料重量发生了变化，用浆料重量最大的减去浆料重量最小的得到浆料变化的极差值，然后用这个值除以最小的浆料重量值乘以100％，得出的变化率反应的是整个浆料的差异，本发明操作简单、测试时间短、可以快速得出测试结果并准确客观地反应锂离子电池浆料的稳定性和一致性。

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池浆料稳定性的评价方法。

背景技术

随着全球人口基数的不断增大以及非再生资源的(天然气、石油、煤等)不断消耗，对开发再生环保能源迫在眉睫。锂离子电池具有众多优异特点如工作电压高、高比能量、工作温度范围宽、比功率大、寿命长、无污染及自身的记忆效应小等等，成为了再生环保能源的不二之选。制备出性能优异、安全性能高的锂离子电池是行业生存和发展的必然要求，这就要求从源头着手控制电池生产质量，而在锂离子电池生产制造过程中，浆料制备的好坏对电池的性能影响巨大。鉴于浆料的体系和成分很复杂，测试浆料的稳定性和一致性显然非常重要，所以寻找一种快捷方便、简单实用的测试浆料稳定性的方法尤为重要。

电池浆料由不同组分的固体物质和液体物质混合组成，通过搅拌使活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂等分散均匀达到工艺要求，最终浆料形成一种混合均匀的悬浮体系。一般情况下，制备好的浆料会在第一时间转移至下一个工序进行涂布作业，当浆料转至中转罐而长时间静置后，悬浮体系的浆料会出现分层。许多微米级、纳米级的浆料粒子很容易发生团聚，体系均匀性被打破，出现沉降。如果浆料稳定性差，活性物质、导电剂发生凝聚、分层，在后续涂布作业时，就会出现活性物质、导电剂涂布不均匀，从而影响电池的导电性和一致性。这样的电极组装成电池后，会存在局部过充过放，负极表面析锂严重，容量发生跳水和衰减，循环寿命缩水。如果在一个电池包中存在这样的单体电池，会因为单体电芯的差异造成整个电池包的压差大，电池包会提前结束放电，实际的容量没有发挥，拉低了电池的能量密度，因此浆料的稳定性对电池有着至关重要的影响。在生产过程做好浆料的稳定性评估对保障锂离子电池一致性和能量发挥至关重要。

目前评价浆料稳定性的研究较多，专利CN 106124363A中提到一种电池浆料稳定性的测量方法：取配制好的正极或负极浆料，分别测试转速从小到大变化时粘度变化和转速从大到小变化时粘度变化，并分别绘制两条浆料粘度随转速变化曲线；分析两条浆料粘度随转速变化曲线的重合性，当两条曲线重合性好的时候，说明所述正极或负极浆料稳定性好，当两条曲线重合性差的时候，说明所述正极或负极浆料稳定性差。这种方法虽然便捷但也有其局限性，首先在转速上没有选择标准，需要做大量的实验来验证；其次操作较复杂，需要具备较高的专业知识和技能才能操作，对电池生产人员来说操作难度大。专利CN104880384A公开了一种锂离子电池正极浆料稳定性的评价方法：将正极浆料装填在酸式滴定管中，竖直静置 1-5小时后分别从滴定管的上端和下端部位量取浆料，使用流变仪测量浆料的剪切速率-粘度曲线，当上端和下端部位浆料的剪切速率-粘度曲线重合性较好的时候，表明浆料的稳定性好，反之，表明浆料的稳定性差。这种方法虽然简单快捷，但是他不能反映出浆料的整体性，而且从酸式滴管中量取浆料的过程中会搅动浆料，测试结果的准确性有待考量。