一種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法
【專利摘要】本發明公開了一種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法，經過取樣、烘干測試和與平行樣進行對比步驟，完成快速評估鋰離子電池漿料的分散性。本發明的優點在于：本發明不局限于單一的碳元素來評價漿料分散性，該方法適用于含其他任何易測元素的配料過程的漿料分散均勻性檢測及配料工藝優化。本方法適用于多種材料的配料過程的漿料分散性評價，特別的如：磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、鎳鈷鋁三元材料、鎳鈷錳三元材料、富鋰材料及他們的共混物等正極材料以及鈦酸鋰、硅氧、合金負極等負極材料多種材料的配料的漿料均勻性檢測及優化配料工藝；本方法不局限于鋰離子電池行業，該方法適合任何行業的配料過程漿料均勻性的檢測及配料工藝優化。
【專利說明】
一種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法
技術領域
[0001] 本發明屬于鋰離子電池生產技術領域，具體涉及一種快速評估鋰離子電池漿料分 散性的方法。
【背景技術】
[0002] 近年來隨著環境問題的日益嚴峻，新能源技術迎來了發展的春天，在眾多的新能 源技術中，鋰離子電池由于具有高比能量、長壽命等諸多優勢，而得到了蓬勃發展。而在鋰 離子電池的實際制造中，仍面臨著諸多亟待解決的問題，電池的安全性、一致性一直是困擾 電池行業的難點問題。解決電池一致性問題要從電池生產的源頭配料做起，配料是鋰離子 電池制作的第一步，也是保證電池一致性的根本。如果電池漿料的分散性不好，會對電池性 能造成性能造成以下影響：（1)電池容量不一致;（2)電池內阻不一致;（3)電池安全性能差。
[0003] 所以，漿料分散均勻性直接影響到電池的一致性和安全性能。文獻調研發現，現存 已報到的關于鋰離子電池漿料分散均勻性評價的方法都存在:（1)時間成本長，不能實時監 測；（2)評測數據的不可控因素多，數據可信度差；（3)經驗依賴性強，無法將漿料分散均勻 性用一個量化的指標進行評價。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于針對現有技術的不足，現提供一種快速有 效、可量化的指標的快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種快速評估鋰離子電池漿料 分散性的方法，其創新點在于:經過取樣、烘干測試和與平行樣進行對比步驟，完成快速評 估鋰離子電池漿料的分散性;具體步驟如下： (1) 取樣:不同分散時間、不同位置處進行分別取樣； (2) 烘干測試:置于120Γ的烘箱中進行烘燥，所述烘燥時間為2小時，烘燥結束后取出， 進行碳含量的測試； (3) 與平行樣進行對比：將測得的數據間對比、以及與理論碳含量進行對比，然后以理 論碳含量為平均值計算所測數據間的標準差，以標準差的大小及變化趨勢即可進行評價漿 料的分散均勻性。
[0006] 進一步的，所述碳含量檢測方法為碳硫分析儀檢測、熱重分析等其他碳含量分析 方法。
[0007] 進一步的，所述理論碳含量為主活性物質材料、導電劑、粘結劑以及合漿過程中的 其他添加劑等所有材料的含碳量之和。
[0008] 進一步的，所述主活性物質材料包括:磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、鎳鈷鋁三元材料、鎳 鈷猛三元材料、富鋰材料及他們的共混物等正極材料以及鈦酸鋰、娃氧、合金負極等負極材 料。
[0009] 進一步的，所述導電劑為乙炔黑、導電石墨、導電炭黑、Super-P、KS-6、VGCF或CNT。
[0010] 進一步的，所述粘結劑為 PVDF5130、PVDFHSV900或 LA133。
[0011] 本發明的有益效果如下： (1)本發明不局限于單一的碳元素來評價漿料分散性，該方法適用于含其他任何易測 元素的配料過程的漿料分散均勻性檢測及配料工藝優化。
[0012] (2)、本方法適用于多種材料的配料過程的漿料分散性評價，特別的如:磷酸鐵鋰、 磷酸錳鐵鋰、鎳鈷鋁三元材料、鎳鈷錳三元材料、富鋰材料及他們的共混物等正極材料以及 鈦酸鋰、硅氧、合金負極等負極材料多種材料的配料的漿料均勻性檢測及優化配料工藝； (3)本方法不局限于鋰離子電池行業，該方法適合任何行業的配料過程漿料均勻性的 檢測及配料工藝優化。
【具體實施方式】
[0013] 以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明 書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
[0014] 本發明應用了材料含碳元素在漿料中的分散均勻性的不同導致所取樣品的含碳 量差異。碳元素在漿料中若有團聚體未被分散開，該處漿料的碳含量必然偏高；同理，無團 聚體部分漿料的含碳量必然偏低。該方法將漿料的分散性轉換成一個可量化的漿料碳含量 來進行評價，方法快速且可靠性高。
[0015] -種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法，經過取樣、烘干測試和與平行樣進 行對比步驟，完成快速評估鋰離子電池漿料的分散性;具體步驟如下： (1) 取樣:不同分散時間、不同位置處進行分別取樣； (2) 烘干測試:置于120Γ的烘箱中進行烘燥，烘燥時間為2小時，烘燥結束后取出，進行 碳含量的測試； (2)與平行樣進行對比：將測得的數據間對比、以及與理論碳含量進行對比，然后以理 論碳含量為平均值計算所測數據間的標準差，以標準差的大小及變化趨勢即可進行評價漿 料的分散均勻性。
[0016] 實施例1 用于評估某容量型磷酸鐵鋰的分散性，磷酸鐵鋰的含碳量為1.4%，配方為:磷酸鐵鋰： 聚偏氟乙烯:導電炭黑:導電石墨=93:3:3:1，漿料分散均勻的理論含碳量為： 對分散2個小時的該漿料取樣測試:分別在漿料桶的上中下三層各取四個樣品，然后按 照上述步驟進行烘干，并進行碳含量測試，測試數據如下：
以上數據可以看出，數據中明顯存在碳含量高于、低于6.39%的數據，可以證明該漿料 中有很多團聚的SP、KS-6未被分散開，導致在不同位置的衆料的碳含量差異很大。
[0017] 實施例2 用于評估某容量型磷酸鐵鋰的分散性，磷酸鐵鋰的含碳量為1.4%，配方為:磷酸鐵鋰： 聚偏氟乙烯:導電炭黑:導電石墨=93:3:3:1，漿料分散均勻的理論含碳量為： 對分散6個小時后的該漿料進行取樣測試，數據如下：
可以看出，分散6個小時后的漿料的碳含量與理論碳含量間的差距變小，且數據間的分 散性也有提高，標準差減小，但純在與理論碳含量差距較大的數據，說明分散4個小時的漿 料的分散性得到提高，但局部區域仍存在導電劑的團聚現象。
[0018] 實施例3 用于評估某容量型磷酸鐵鋰的分散性，磷酸鐵鋰的含碳量為1.4%，配方為:磷酸鐵鋰： 聚偏氟乙烯:導電炭黑:導電石墨=93:3:3:1，漿料分散均勻的理論含碳量為： 對分散8個小時后的該漿料進行取樣測試，數據如下：
可以看出，分散8個小時后的漿料的碳含量基本接近理論碳含量，且數據間的一致性也 很好，標準差顯著降低，漿料分散基本均勻。
[0019] 實施例4 用于評估某容量型磷酸鐵鋰的分散性，磷酸鐵鋰的含碳量為1.4%，配方為:磷酸鐵鋰： 聚偏氟乙烯:導電炭黑:導電石墨=93:3:3:1，漿料分散均勻的理論含碳量為： 對分散10個小時后的該漿料進行取樣測試，數據如下：
可以看出，分散10個小時后的漿料的碳含量與分散8個小時間的碳含量的測試數據基 本無變化，接近理論碳含量且數據間的一致性好。
[0020] 通過以上數據可以看出，該磷酸鐵鋰材料體系的最優分散時間為8個小時。
[0021] 本發明不局限于單一的碳元素來評價漿料分散性，該方法適用于含其他任何易測 元素的配料過程的漿料分散均勻性檢測及配料工藝優化。本方法適用于多種材料的配料過 程的漿料分散性評價，特別的如：磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、鎳鈷鋁三元材料、鎳鈷錳三元材 料、富鋰材料及他們的共混物等正極材料以及鈦酸鋰、娃氧、合金負極等負極材料多種材料 的配料的漿料均勻性檢測及優化配料工藝;本方法不局限于鋰離子電池行業，該方法適合 任何行業的配料過程漿料均勻性的檢測及配料工藝優化。
[0022] 上述實施例只是本發明的較佳實施例，并不是對本發明技術方案的限制，只要是 不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本發明專利 的權利保護范圍內。
【主權項】
1. 一種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法，其特征在于:經過取樣、烘干測試和與 平行樣進行對比步驟，完成快速評估鋰離子電池漿料的分散性;具體步驟如下： 取樣:不同分散時間、不同位置處進行分別取樣； 烘干測試:置于120°c的烘箱中進行烘燥，所述烘燥時間為2小時，烘燥結束后取出，進 行碳含量的測試； 與平行樣進行對比：將測得的數據間對比、以及與理論碳含量進行對比，然后以理論碳 含量為平均值計算所測數據間的標準差，以標準差的大小及變化趨勢即可進行評價漿料的 分散均勻性。2. 根據權利要求1所述的一種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法，其特征在于:所 述碳含量檢測方法為碳硫分析儀檢測、熱重分析等其他碳含量分析方法。3. 根據權利要求1所述的一種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法，其特征在于:所 述理論碳含量為主活性物質材料、導電劑、粘結劑以及合漿過程中的其他添加劑等所有材 料的含碳量之和。4. 根據權利要求3所述的一種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法，其特征在于:所 述主活性物質材料包括:磷酸鐵鋰、磷酸猛鐵鋰、鎳鈷錯三元材料、鎳鈷猛三元材料、富鋰材 料及他們的共混物等正極材料以及鈦酸鋰、硅氧、合金負極等負極材料。5. 根據權利要求3所述的一種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法，其特征在于:所 述導電劑為乙炔黑、導電石墨、導電炭黑、Super-P、KS-6、VGCF或CNT。6. 根據權利要求3所述的一種快速評估鋰離子電池漿料分散性的方法，其特征在于:所 述粘結劑為 PVDF5130、PVDFHSV900或 LA133。
【文檔編號】G01N33/00GK106018699SQ201610467028
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】連林, 靳承鈾, 鄭媛媛, 薛馳, 繆永華, 趙映軍
【申請人】中天儲能科技有限公司