PG游戏官网-锂电生产总卡壳？活性物质粒径竟是隐形杀手！3大影响+实战方案助你破局！

锂电生产总遇瓶颈？活性物质粒径竟是关键！3大影响+实战方案助你突破工艺难题。本文总结了活性物质粒径对锂离子电池制造及性能的影响及生产异常处理方案。

一、活性物质粒径对电池性能的影响机理1. 对浆料性能的影响

(1)分散性与稳定性

小粒径优势：纳米级颗粒（<100 nm）比表面积大，Li+迁移路径短，提升倍率性能。但表面能高，易团聚，需高剪切力分散。

大粒径缺陷：颗粒过大（>300 nm）导致沉降加剧，分散均匀性差，需延长搅拌时间或添加分散剂。

（2）流变特性 小颗粒增加浆料粘度（需固含30%~66.3%平衡分散性与流动性），影响涂布工艺。

2. 对涂布工艺的影响

（1）极片均匀性

小颗粒团聚导致涂层孔洞、漏箔，降低导电性。

干燥过程中颗粒迁移导致活性物质分布不均，小颗粒需优化干燥速率。

（2）涂层厚度一致性 团聚体尺寸需小于湿涂层厚度（典型40~300 μm），否则导致挤压涂布缺陷。

3. 对电芯性能的影响

（1）倍率性能 小粒径因缩短Li+扩散路径，降低固相扩散阻力，可以提高锂电池的倍率性能。

（2）低温性能 小颗粒因低温下Li+脱嵌动力学更快，低温性能更好。

（3）循环寿命 小颗粒也能延长电芯的循环寿命。

二、生产现场异常处理方案异常场景1：浆料粘度过高或沉降严重

可能原因：粒径过小导致团聚，分散不充分；或大颗粒沉降。

处理措施：

（1）调整分散工艺：

提高剪切速率（行星搅拌或高压均质）；

分步投料（比如导电剂后加）；

添加分散剂（如CMC、PAA）。

（2）控制固含量：优化至60%-66%。

（3）监测指标：粒度分析仪（D50/D90接近原料）、粘度计（正极<30,000 mPa·s）。

异常场景2：涂布极片表面漏箔或电阻不均

可能原因：颗粒团聚造成涂层缺陷。

处理措施：

（1）优化干燥参数：

恒速干燥阶段控温，避免表层过快结皮；

梯度升温减少气泡。

（2）增强过滤：正极浆料过滤150~300目，防止大团聚体进入涂层。

（3）SEM检测：排查团聚现象，返工浆料或调整辊压参数。

异常场景3：电芯倍率/低温性能不达标

可能原因：活性物质粒径过大或二次团聚。

处理措施：

（1）材料预处理：

纳米级原料需预分散（如球磨解团聚）；

共混微米/纳米颗粒。

压实密度优化：小颗粒极片压实密度略低（2.26 g/cm vs. 2.35 g/cm），需调整辊压压力。

（2）工艺验证：对比批次粒径分布（激光粒度仪）、电导率测试（粉末电阻率<4Ω·cm）。

三、总结与建议

设计阶段：优先选用纳米级活性物质，但需匹配高剪切分散工艺。

生产监控：

浆料粒度D90≤2倍活性物质初始粒径，粘度偏差<10%；

极片电阻波动<15%。

长期改进：开发表面包覆技术抑制团聚，或引入导电剂/粘结剂优化电极网络（如碳纳米管提升接触面积）。

通过控制粒径分布与工艺适配，可显著提升电芯性能并减少生产异常。

##涂布#锂离子电池工艺#

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！

参考资料（锂电解码资料库可下载）：

1.不同粒径正极材料对锂离子电池性能的影响，张小洪

2.不同乙炔炭黑对涂炭铝箔性能的影响，韦宗辰

3.锂电池极片涂布热风干燥技术研究进展，田清泉

4.Impact of secondary particle size and two-layer architectures on the high-rate performance of thick electrodes in lithium-ion battery pouch cells

原文标题:锂电生产总卡壳？活性物质粒径竟是隐形杀手！3大影响+实战方案助你破局！