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2024-05-28 返回

扣式鋰電池涂布“火山口”異常分析

一、縮孔

1.1 關于火山口

電極極片特別是負極極片表面出現的圓形或近乎于圓形凹陷，稱之為縮孔或火山口?？s孔這一涂布缺陷常見于涂料應用的涂膜過程中，并非鋰離子電池電極片涂布時特有的現象。如下圖

1.2 縮孔的形成

在涂布過程中可能會產生各種各樣的缺陷，氣泡、肥邊、火山口、多邊形凹陷、橘皮狀等，縮孔是最常見的問題之一。從根本上意義講由于成膜時所產生的表面張力梯度造成的，這種現象稱之為Maragoni效應。

材料間表面張力不匹配，是產生縮孔的主要誘因。粘度、流動性以及干燥風速和烘箱溫度等都可能改變表面張力及其作用過程，從而誘發縮孔的產生。

固化前可流動膜面中存在低表面張力的微粒（如粉體，油滴等），造成中央表面張力較低，流體以污染物為中心向四周遷移，最終形成邊緣高于中心的圓形下陷（縮孔）。

1.3 縮孔的防治

選用相容性好的分散劑或分散介質，減少涂料本體中低表面張力大顆粒（包括大液滴）的存在；添加疏水表面活性分散劑和溶劑等也可以控制縮孔的程度。

二、鋰電池極片涂布縮孔解決策略

1）材料表面結構的進一步改性

通過對石墨材料表面進一步的改性，提高極性基團，提高其親水性；

2）調整粘合劑有效成分的分子結構

通過調整粘合劑有效成分的分子結構，降低其極性基團的含量，有效降低LA型水性粘合劑產品的表面張力，提高其對石墨材料的潤濕程度。

3）添加具有表面活性的分散劑

在漿料中添加PVP、CMC等具有表面活性的分散劑，保證對低表面張力的顆粒的乳化分散，提高石墨材料在水中的分散能力，即提高水對石墨材料的潤濕程度。

4）添加溶劑

在漿料中添加表面張力較低的溶劑（如乙醇等），提高水對石墨材料的潤濕程度。

5）提高攪拌速度和延長攪拌時間。

6）提高漿料的粘度。

7）適當縮短干燥時間。