[发明专利]锂离子电池浆料中固体物质分散均匀性的快速分析方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池浆料中固体物质分散均匀性的快速分析方法。所述方法包括：取刚制备好的浆料进行快速烘干，结合扫描电子显微镜观察固体浆料内部的形貌和微观结构，根据所得固体浆料内部的形貌和微观结构评估浆料中固体物质的分散均匀性。本发明可预判经过涂布之后电极涂层中固体物质的分散状态，但却无需涂布等过程，可以避免浆料的浪费，具有节约时间、节约成本等优点。本发明操作简单易实施、结果准确有效，可以实现对锂离子电池浆料中固体物质的分散均匀性快速分析，便于实验研究和工厂的大规模使用。

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，涉及了一种锂离子电池浆料中固体物质分散均匀性的快速分析方法，可以用于分析浆料中固体物质的分散均匀性，并判断固体物质间的相互作用机制和形成的微观结构。

背景技术

锂离子电池具有稳定性好、记忆效应低、能量密度高、循环寿命长、绿色环保等特点，在电动汽车领域得到了广泛应用。

浆料制备是锂离子电池生产的第一道工艺，是整个电池生产当中至关重要的环节。而电池浆料是由导电剂、活性材料、粘结剂和溶剂搅拌混合后形成的悬浮态液体。浆料中不同颗粒之间的尺寸、形貌存在着巨大的差异，其表面基团与溶剂的亲和性也各不相同，颗粒之间往往会发生分散或团聚，使得浆料的分散均匀性变差。这一现象会在后续锂电池充放电过程当中造成局部过充或不足，使得锂电池寿命减小甚至产生安全隐患。因此电池浆料的分散均匀性对于电池生产具有重要意义。

传统的常规分析浆料中固体物质的分散均匀性的方法为将浆料涂覆到集流体上制备成电极，再配合扫描电镜，分析极片形貌来判断浆料的稳定。但该方法再经过涂覆等过程之后并不能直观、有效、便捷的表现出浆料中固体物质内部本身的形貌，从而对浆料中固体物质分散均匀性的判断造成很大的偏差。文章Lim S,Kim S,Ahn K H,Lee S J.J.PowerSources,2015,299：221，用冷冻扫描电子显微镜分析浆料分散均匀性，这种方法虽然能很好的分析浆料中固体物质的分散均匀性，但是存在操作复杂、耗时较长、设备仪器昂贵等问题，并不适合普遍使用。此外，冷冻扫描电子显微镜所检测的浆料样品包含溶剂，所得到的固体物质的分散并不是最终在电极涂层中固体物质的分散性。因此并不能十分有效地预判电极涂层中固体物质的分散状态。专利CN102207479 A通过检测不同位置浆料的导电性差异来评估浆料的分散均匀性；此检测方法存在很大的误差：一是通过烘干的浆料的导电性差异只能反映导电剂的分散情况，而不能反映浆料中活性材料、粘结剂的分散状态及其相互作用的情况；二是方法需要通过压片成型、辊压、测量样品的横截面和厚度以及计算等一系列过程，操作较为繁杂；三是计算电导率的前提是所有样品均要求有相同的压实密度，还要测量样品的横截面和厚度，这一些测试数据都无可避免的存在的误差，这均会对所得到的样品电导率存在着影响。不利于对浆料中导电剂的精确、直观的分析。因此，亟需一种可以直观、精确、便捷、快速地分析浆料中固体物质的分散均匀性的方法。

发明内容

鉴于现有技术中存在的各种问题，本发明提供了一种锂离子电池浆料中固体物质分散均匀性的快速分析方法，可以直观、精确、便捷、快速地分析浆料中固体物质的分散均匀性，以及固体物质间相互作用形成的微观结构等信息。

本发明所采取的技术方案是：

一种锂离子电池浆料中固体物质分散均匀性的快速分析方法，包括以下步骤：

S1：取刚制备好的正极或负极浆料滴放在洁净的装置当中；

S2：将装有浆料的装置放置在干燥设备当中进行干燥，得到完全干燥的固体浆料块；

S3：用扫描电子显微镜观察固体浆料内部的形貌和微观结构。

在一些具体的实验方式当中，所述S1的浆料测试用量为0.6—3g。

在一些具体的实验方式当中，所述S1的装浆料的装置为蒸发皿、铜箔、铝箔。