1.?牛頓流體是指在受力后極易變形,且切應力與變形速率成正比的低粘性流體。
粘度不隨剪切速率變化而變化。
如:水、酒精等大多數純液體、輕質油、低分子化合物溶液以及低速流動的氣體等均為牛頓流體。
2.?非牛頓流體是指不滿足牛頓黏性實驗定律的流體,即其剪應力與剪切應變率之間不是線性關系的流體。
如:高分子聚合物的濃溶液和懸浮液等;人身上血液、淋巴液、囊液等多種體液,以及像細胞質那樣的“半流體”。
3.?電極漿料是一種是由多種不同比重、不同粒度的原料組成,又是固–液相混合分散,形成的漿料屬于非牛頓流體。
4.?非牛頓液體的粘度除了與溫度有關外,還與剪切速率、時間有關,并有剪切變稀或剪切變稠的變化。
5.?漿料的性質:
流動性:不斷斷續續就是流動性好;
流平性:影響了涂布的平整度和均勻度;
流變性:是指漿料在流動中的形變特征。
6.?漿料的分散:
干粉混合:顆粒之間以點點、點面、點線形式接觸;
泥狀捏合:加入粘結劑液體或溶劑,原材料被潤濕、呈泥狀。經過攪拌機的強力攪拌,物料受到機械力的剪切和摩擦,同時顆粒之間也會有內摩擦,在各個作用力下,原料顆粒之間趨于高度分散(大顆粒破裂)。
稀釋分散:緩慢加入溶劑調節漿料粘度和固含量。此階段分散與團聚共存,并最后達到穩定。物料的分散主要受機械力、粉液間摩擦阻力、高速分散剪切力、漿料與容器壁撞擊相互作用力的影響。
7.?漿料的影響因素:
粘度過高或過低都是不利于極片涂布的,粘度高的漿料不容易沉淀且分散性會好一點,但是過高的粘度不利于流平效果,不利于涂布(后續輥壓時易造成極片局部裂紋、甚至斷裂);粘度低時雖然漿料流動性好,但干燥困難,降低了涂布的干燥效率,粘度過低還會發生涂層龜裂、漿料顆粒團聚、面密度一致性不好等問題。
分析解決漿料粘度變化的原因,要從粘結劑的本質及漿料分散程度上著手。
粘度升高:
*正極漿料在放置一段時間后粘度升高。其原因一(短時間放置)是漿料攪拌速度過快,粘結劑未充分溶解,放置一段時間后PVDF粉末充分溶解,粘度升高。通常來說,PVDF需要至少3個小時才能充分溶解,無論多快的攪拌速度都無法改變這一影響因素;
*原因之二(長時間放置)是漿料靜置過程中,膠體由溶膠狀態變為凝膠狀態,此時如果對其進行慢速勻漿,其粘度可以恢復;
*原因之三是膠體與活物質、導電劑顆粒之間形成了一種特殊的結構,此狀態是不可逆的,漿料粘度升高后無法恢復;
*負極漿料粘度升高主要是由粘結劑分子結構被破壞引起的,分子鏈斷裂后被氧化后漿料粘度升高;
*如果物料被過度分散,顆粒粒徑產生較大的降低,也會增加漿料的粘度。
粘度降低:
*正極漿料粘度降低。原因之一,粘結劑膠體發生了性狀的變化。如漿料傳輸過程中受到強剪切力、粘結劑吸收水分發生質變、攪拌過程中導致結構發生變化、自身發生降解等;
*原因之二,攪拌分散不均勻導致漿料中固體物質大面積沉降;
*原因之三,攪拌過程中粘結劑受到設備和活物質的強剪切力和摩擦力,在高溫情況下發生性狀變化,造成粘度下降;
*負極漿料粘度降低。原因之一CMC中混有雜質,CMC中的雜質大多是難溶性高分子樹脂,當CMC與鈣、鎂等混溶時,會降低其粘度;
*原因之二CMC是羥甲基纖維素鈉,其主要是C/O的結合,鍵強很弱極易被剪切力破壞,當攪拌速度過快或時間太長時有可能破壞CMC的結構。CMC在負極漿料中起到增稠和穩定的作用,同時對原材料的分散起重要的作用,其結構一旦發生破壞,必然引起漿料沉降,粘度降低;
*原因之三是SBR粘結劑的破壞。在長時間攪拌下極易發生破乳,導致粘結性失效,漿料粘度降低。
果凍狀及時高時低:
*水分。考慮活物質吸潮、攪拌過程水分控制不好,原材料吸收水分后或者攪拌環境濕度較高,導致PVDF吸收水分變成果凍狀;
*漿料或材料的pH值。pH值越高,對水分的控制就要求更嚴格,尤其是NCA?、?NCM811等高鎳材料的攪拌。
*漿料粘度忽高忽低,原因之一可能是漿料測試過程中未完全穩定下來,漿料粘度受溫度的影響很大。尤其是被高速分散之后,漿料內部溫度存在一定的溫度梯度,取樣不同粘度也不盡相同;
*原因之二是漿料的分散性差,活物質、粘結劑、導電劑沒有良好的分散開,漿料就沒有好的流動性,自然漿料粘度忽高忽低。