專利名稱：一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池制造技術(shù)，確切地說是一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法。
背景技術(shù)：
鋰離子二次電池以其高比能量(100 130Wh .kg—1)、高電壓(單體電池3. 6V)、體積小、重量輕、安全性好等優(yōu)點，近十年來獲得了巨大的發(fā)展，已成為通訊類電子產(chǎn)品的主要能源之一。近年來，以新能源動力為核心的新能源汽車備受矚目。在各種新能源動力形式中，鋰離子電池被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的新能源動力形式之一。然而鋰離子電池組用于新能源汽車，必須具有良好的一致性。而電池制程中，漿料的一致性又是影響電池組一致性的關(guān)鍵因素之一。漿料的均勻度決定了活性物質(zhì)在電極上分布的均勻性，從而影響到鋰離子在活性物質(zhì)中的嵌入和脫出。這種極片用于電池中，會影響電池的性能。如電池內(nèi)阻高、 容量偏低、循環(huán)性能較差等。在鋰離子電池生產(chǎn)過程中，合漿涂布是重要的工序。涂布即將溶劑與正極或負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑，粘結(jié)劑混合后得到的電池漿料，涂敷在集流體上，利用干燥等方法除去溶劑。由于電池漿料是由不同物質(zhì)混合而成的懸浮體系，不同的物質(zhì)具有不同的沉降速率。 即使分散均勻的體系在一定時間后也會由于沉降而導(dǎo)致漿料分層。對于穩(wěn)定性較差的漿料體系，顆粒容易發(fā)生團(tuán)聚，在較短的時間內(nèi)會發(fā)生沉降，導(dǎo)致在涂布時的漿料分層，制得的極片均一性較差，導(dǎo)致制得的電池電化學(xué)性能不穩(wěn)定。漿料系一種懸濁液，即使是分散均勻的漿料隨時間的增加，漿料中石墨顆粒也會出現(xiàn)團(tuán)聚導(dǎo)致漿料出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。但是分散均勻、穩(wěn)定性較好的漿料在一定時間內(nèi)沉降不明顯。而穩(wěn)定性較差的漿料，一定時間內(nèi)顆粒團(tuán)聚將會使得漿料出現(xiàn)較明顯的沉降現(xiàn)象。由于電池負(fù)極漿料體系中石墨的百分含量較高，且漿料的粘度較大，采用普通光源難以透過。專利CN1602558A公開了一種漿料穩(wěn)定性的評價方法，如測放置一段時間后漿料的固含量，對于這種測試方法，在實驗中曾嘗試過，但是所測得的實驗結(jié)果存在較多的偶然性，準(zhǔn)確度不高。比如在向表面皿上涂漿料的過程中，已有溶劑揮發(fā)，此現(xiàn)象將直接影響最終所測固含量的精確度。專利CN101382489A公開了采用將漿料在一定的離心轉(zhuǎn)速下離心一段時間后，測量其離心前后吸光度的變化率，從而判斷漿料的穩(wěn)定性。使用這種方法可以比較快捷的判斷漿料穩(wěn)定性，但是存在一些難點在漿料離心轉(zhuǎn)速和離心時間的選擇上，不同的漿料體系將有不同的要求。尤其是粘度大，穩(wěn)定性較好的負(fù)極漿料更難于離心，需要增加離心時間，影響判斷的便捷。另外，漿料在離心的過程中，高轉(zhuǎn)速會產(chǎn)生大量的熱，使體系的溫度升高。而溫度升高對漿料的穩(wěn)定性會產(chǎn)生影響；而轉(zhuǎn)速的變化對漿料本身的穩(wěn)定性也會產(chǎn)生影響。這兩個因素的存在，將不利于準(zhǔn)確地判斷漿料的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)存缺陷，提供一種步驟簡單的、實用性強(qiáng)且結(jié)果準(zhǔn)確的負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法。
上述目的通過以下方案實現(xiàn)一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于包括以下步驟(1)、將負(fù)極漿料盛放于分液漏斗中，靜置2_4h ；(2)、分別從分液漏斗的上下層量取負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料超聲分散；(3)、使用激光粒度分析儀測試負(fù)極漿料顆粒粒度，當(dāng)測得上下層負(fù)極漿料的顆粒粒度比小于0. 9000，說明負(fù)極漿料穩(wěn)定性較差，當(dāng)測得體系上下層負(fù)極漿料的顆粒粒度比不低于0. 95，說明負(fù)極漿料穩(wěn)定性較好。所述的一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于分液漏斗中負(fù)極漿料上層液的量取可使用醫(yī)用注射器，下層負(fù)極漿料的量取可直接從分液漏斗下放出，所述的分液漏斗系玻璃材質(zhì)、無色透明。所述的一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于從分液漏斗中量取負(fù)極漿料時，可以選用膠頭滴管，量取分液漏斗中負(fù)極漿料時，選擇距負(fù)極漿料表面Icm處和漏斗底部Icm處的負(fù)極漿料，取得上下層負(fù)極漿料后需要將負(fù)極漿料分別放置于2只容器中搖勻。所述的一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于所述的負(fù)極漿料為鋰離子電池水系負(fù)極漿料，漿料的粘度在1000-6000m Pa · S，固含量在40_50wt%本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明步驟簡單，快捷、實用性強(qiáng)，結(jié)果準(zhǔn)確，能夠給下一步生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的參考。


圖1是本發(fā)明的實施儀器示意圖，其中1為激光器，2為濾光鏡，3為透鏡，4為背散射光檢測器，5為大角檢測器，6為前傾角檢測器，7為焦平面，8為遮光度檢測器；圖2是實施例1穩(wěn)定性較好的負(fù)極漿料在放置24h之后，所測得的漿料上下層顆粒粒度分布圖，其中左圖為上層顆粒粒度分布圖，右圖為下層顆粒粒度分布圖；圖3是實施例4已沉降負(fù)極漿料在放置24h之后，所測得的漿料上下層顆粒粒度分布圖，其中左圖為上層顆粒粒度分布圖，右圖為下層顆粒粒度分布圖；圖4是實施例1、2和3穩(wěn)定性較好的負(fù)極漿料在放置24h之內(nèi)，漿料上下層顆粒粒度變化圖，其中al為實施例1漿料上下層顆粒粒度比隨時間的變化曲線，a2為實施例2 漿料上下層顆粒粒度比隨時間的變化曲線，a3為實施例3漿料上下層顆粒粒度比隨時間的變化曲線；圖5是實施例4、5和6穩(wěn)定性較差的負(fù)極漿料在放置24h之內(nèi)，漿料上下層顆粒粒度變化圖，bl為實施例4漿料上下層顆粒粒度比隨時間的變化曲線，b2為實施例5漿料上下層顆粒粒度比隨時間的變化曲線，b3為實施例6漿料上下層顆粒粒度比隨時間的變化曲線。
具體實施例方式實施例1取石墨I(xiàn)(D50:20um)、CMC、SBR、Sp、草酸和去離子水。按質(zhì)量百分比 160 4 4 3 400，使用XFffl行星分散攪拌真空混合機(jī)攪拌10h。得到分散均勻、穩(wěn)定性較好的負(fù)極漿料。取200ml此負(fù)極漿料放置于無色透明玻璃質(zhì)分液漏斗中。分別測得漿料在放置011、211、411、611、》1、1011、1 1、1^1、2011、2411時上下層漿料顆粒粒度分布情況，通過計算得出上下層顆粒粒度比，繪出上下層顆粒粒度比隨時間的變化關(guān)系曲線al。測試時， 分別取距懸濁液表面和底部各Icm處的漿料做測試。激光粒度分析儀可以使用馬爾文MS2000激光粒度分析儀。利用放置不同時間后漿料上下層顆粒粒度比的變化情況來判斷漿料的穩(wěn)定性。由于漿料中分散兩種不同粒徑的固體粉末，隨時間的增加，大顆粒先沉降，本發(fā)明中測得上下層漿料體系中顆粒的D90，然后考察上下層顆粒D90值。通過下式可以計算得上下層顆粒粒度變化ζ = d上/d^上下層顆粒粒度比ζ上層顆粒粒度d上下層顆粒粒度d下按照本發(fā)明要求，上層漿料顆粒粒度(1±和下層顆粒粒度dT分別可以通過激光粒度分析儀來測得。圖2為實施例1分散均勻的負(fù)極漿料在透明玻璃質(zhì)分液漏斗中放置24h后，分別使用膠頭滴管量取距離上下兩層負(fù)極漿料Icm處漿料，使用激光粒度分析儀測得顆粒粒度分布圖。從以上顆粒粒度分布圖中可以看出，此漿料在放置1 后，上下兩層漿料顆粒粒度無明顯差異。通過計算可得，上下層顆粒粒度比為0. 9996。再將此漿料用保鮮膜密封放置5天后，觀察分液漏斗下部無明顯沉積物。此漿料可以順利過120目篩。說明負(fù)極漿料分散均勻且穩(wěn)定性較好。實施例2取石墨I(xiàn)I (D50 50um)、CMC、SBR、Sp、草酸和去離子水。按質(zhì)量百分比 160 4 4 3 400，使用XFffl行星分散攪拌真空混合機(jī)攪拌10h。得到分散均勻、穩(wěn)定性較好的負(fù)極漿料。取200ml此負(fù)極漿料放置于無色透明玻璃質(zhì)分液漏斗中。分別測得漿料在放置011、211、411、611、》1、1011、1 1、1^1、2011、2411時上下層漿料顆粒粒度分布情況，通過計算得出上下層顆粒粒度比，繪出上下層顆粒粒度比隨時間的變化關(guān)系曲線a2。測試時， 分別取距懸濁液表面和底部各Icm處的漿料做測試。實施例3取石墨I(xiàn)II(D50:15um)、CMC、SBR、Sp、草酸和去離子水。按質(zhì)量百分比 160 4 4 3 400，使用XFffl行星分散攪拌真空混合機(jī)攪拌10h。得到分散均勻、穩(wěn)定性較好的負(fù)極漿料。取200ml此負(fù)極漿料放置于無色透明玻璃質(zhì)分液漏斗中。分別測得漿料在放置011、211、411、611、》1、1011、1 1、1^1、2011、2411時上下層漿料顆粒粒度分布情況，通過計算得出上下層顆粒粒度比，繪出上下層顆粒粒度比隨時間的變化關(guān)系曲線a3。測試時， 分別取距懸濁液表面和底部各Icm處的漿料做測試。實施例4取石墨I(xiàn) (D50 20um)、CMC、SBR、Sp、草酸和去離子水。按質(zhì)量百分比 800 20 20 15 2000，使用XFffl行星分散攪拌真空混合機(jī)攪拌10h。得到分散均CN 102539294 A
勻、穩(wěn)定性較好的負(fù)極漿料。取200ml此負(fù)極漿料放置于無色透明玻璃質(zhì)分液漏斗中。分別測得漿料在放置0h、2h、4h、6h、ai、10h、iai、l^i、20h、24h時上下層漿料顆粒粒度分布情況，通過計算得出上下層顆粒粒度比，繪出上下層顆粒粒度比隨時間的變化關(guān)系曲線bl。測試時，分別取距懸濁液表面和底部各Icm處的漿料做測試。圖3為實施例4分散均勻的負(fù)極漿料在透明玻璃質(zhì)分液漏斗中放置24h后，分別使用膠頭滴管量取距離上下兩層負(fù)極漿料Icm處漿料，使用激光粒度分析儀測得顆粒粒度分布圖。從以上顆粒粒度分布圖中可以看出，此漿料在放置1 后，上下兩層顆粒粒度有明顯差異。下層漿料顆粒粒度分布曲線較上層顆粒粒度分布曲線明顯向右移。從粒度分布圖中可以清楚的看出，下層漿料顆粒粒度明顯大于上層漿料顆粒粒度。通過計算得，上下層顆粒粒度比為0. 7583。實施例5取石墨I(xiàn)I (D50 50um)、CMC、SBR、Sp、草酸和去離子水。按質(zhì)量百分比 800 20 20 15 2000，使用XFffl行星分散攪拌真空混合機(jī)攪拌10h。得到分散均勻、穩(wěn)定性較好的負(fù)極漿料。取200ml此負(fù)極漿料放置于無色透明玻璃質(zhì)分液漏斗中。分別測得漿料在放置0h、2h、4h、6h、ai、10h、iai、l^i、20h、24h時上下層漿料顆粒粒度分布情況，通過計算得出上下層顆粒粒度比，繪出上下層顆粒粒度比隨時間的變化關(guān)系曲線1^2。測試時，分別取距懸濁液表面和底部各Icm處的漿料做測試。實施例6取石墨I(xiàn)II(D50:15um)、CMC、SBR、Sp、草酸和去離子水。按質(zhì)量百分比 800 20 20 15 2000，使用XFffl行星分散攪拌真空混合機(jī)攪拌10h。得到分散均勻、穩(wěn)定性較好的負(fù)極漿料。取200ml此負(fù)極漿料放置于無色透明玻璃質(zhì)分液漏斗中。分別測得漿料在放置0h、2h、4h、6h、ai、10h、iai、l^i、20h、24h時上下層漿料顆粒粒度分布情況，通過計算得出上下層顆粒粒度比，繪出上下層顆粒粒度比隨時間的變化關(guān)系曲線b3。測試時，分別取距懸濁液表面和底部各Icm處的漿料做測試。實施例7一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于包括以下步驟(1)、將負(fù)極漿料盛放于分液漏斗中，靜置2_4h ；(2)、分別從分液漏斗的上下層量取負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料超聲分散；(3)、使用激光粒度分析儀測試負(fù)極漿料顆粒粒度，當(dāng)測得上下層負(fù)極漿料的顆粒粒度比小于0. 9000，說明負(fù)極漿料穩(wěn)定性較差，當(dāng)測得體系上下層負(fù)極漿料的顆粒粒度比不低于0. 95，說明負(fù)極漿料穩(wěn)定性較好。所述的一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于分液漏斗中負(fù)極漿料上層液的量取可使用醫(yī)用注射器，下層負(fù)極漿料的量取可直接從分液漏斗下放出，所述的分液漏斗系玻璃材質(zhì)、無色透明。所述的一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于從分液漏斗中量取負(fù)極漿料時，可以選用膠頭滴管，量取分液漏斗中負(fù)極漿料時，選擇距負(fù)極漿料表面Icm處和漏斗底部Icm處的負(fù)極漿料，取得上下層負(fù)極漿料后需要將負(fù)極漿料分別放置于2只容器中搖勻。
所述的一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于所述的負(fù)極漿料為鋰離子電池水系負(fù)極漿料，漿料的粘度在1000m Pa · S-6000m Pa · S，固含量在40_50wt%。根據(jù)以上測量結(jié)果，可以判斷通過測得漿料放置一段時間后上下層顆粒粒度的變化能夠很準(zhǔn)確的評價此漿料的穩(wěn)定性。各實施例不同時間點上下層漿料顆粒粒度比見表1。表1不同時間點上下層漿料顆粒粒度比
權(quán)利要求
1.一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于包括以下步驟(1)、將負(fù)極漿料盛放于分液漏斗中，靜置2-4h；(2)、分別從分液漏斗的上下層量取負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料超聲分散觀-3^；(3)、使用激光粒度分析儀測試負(fù)極漿料顆粒粒度，當(dāng)測得上下層負(fù)極漿料的顆粒粒度比小于0. 9000，說明負(fù)極漿料穩(wěn)定性較差，當(dāng)測得體系上下層負(fù)極漿料的顆粒粒度比不低于0. 95，說明負(fù)極漿料穩(wěn)定性較好。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于分液漏斗中負(fù)極漿料上層液的量取可使用醫(yī)用注射器，下層負(fù)極漿料的量取可直接從分液漏斗下放出，所述的分液漏斗系玻璃材質(zhì)、無色透明。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于從分液漏斗中量取負(fù)極漿料時，可以選用膠頭滴管，量取分液漏斗中負(fù)極漿料時，選擇距負(fù)極漿料表面 Icm處和漏斗底部Icm處的負(fù)極漿料，取得上下層負(fù)極漿料后需要將負(fù)極漿料分別放置于2 只容器中搖勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，其特征在于所述的負(fù)極漿料為鋰離子電池水系負(fù)極漿料，漿料的粘度在1000-6000m Pa · S，固含量在40_50wt%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種負(fù)極漿料穩(wěn)定性的測試方法，將負(fù)極漿料盛放于分液漏斗中，靜置2-4h，分別從分液漏斗的上下層量取負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料超聲分散28-32s，使用激光粒度分析儀測試負(fù)極漿料顆粒粒度，當(dāng)測得上下層負(fù)極漿料的顆粒粒度比小于0.9000，說明負(fù)極漿料穩(wěn)定性較差，當(dāng)測得體系上下層負(fù)極漿料的顆粒粒度比不低于0.95，說明負(fù)極漿料穩(wěn)定性較好。本發(fā)明步驟簡單，快捷、實用性強(qiáng)，結(jié)果準(zhǔn)確，能夠給下一步生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的參考。
文檔編號G01N15/02GK102539294SQ20111041642
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者宋金保, 宮璐, 謝媛媛 申請人:合肥國軒高科動力能源有限公司