锂电池浆料的最优化混合脱泡方法

Abstract:  The paste of litmus battery needs to be finely mixed before coating. But the tiny bubbles in the paste will have to negative affect for the coating procedure. A nonuniform coating flat of the litmus battery always cause badly defeats of products. This article focuses on the best solution for removing the bubbles in the litmus battery. Basically, the method of processing is the planetary paste mixer. But the key for removing bubbles is the setting mode of the mixer. By adjusting the speed of the revolution and the rotation freely, the effect of bubble removing could be controlled by the mixer. But the traditional paste mixer can only just change the ratio of planetary system. It couldn’t be fitted for the different pastes.

锂电池是目前新能源领域中上升势头最为迅猛的方向之一。特别是近两年随着中国国内政策调整及洁净能源需求扩大，国内锂电行业产能不断增长，各锂电供货商都纷纷扩大生产能力，以求顺应市场需求缺口扩大的趋势。

其中，行星式真空混料脱泡机在锂电池浆料混合的制程工艺中有着极大的应用推广前景；主要原因有两点。首先，经过有效去除亚微米级气泡后的浆料的涂布效果有显著提高。其二，此类经过脱泡处理的浆料可以有效提升极片的品质从而改善后端模组的良率。这是由已经广泛应用此设备进行浆料处理的韩国三星、LG工厂的实际经验得到的反馈。

行星式真空混料脱泡机主要工作原理是藉由设备的公转及自转产生合成运动，使浆料本身在料罐中不断有序翻转，从而将极细微气泡挤出后由真空去除的过程（参见下图中的运动合成模拟）。由于此设备只是利用物理本身重力的作用，没有直接接触的机械机构，所以可将物料中的亚微米级别气泡全部排出。

以石墨负极材料的混合为例，由于石墨本身物理性质为高吸附性，所以浆料中的气泡是难以通过自然静置的方式排出的。而采用带有搅拌机构的设备来进行气泡混合的话则容易产生更多的气泡。

我们采用TRILOS公司的PM1KV行星式真空混料脱泡机进行混合时，只需将石墨粉末与有机溶剂同时置于料罐之中（如上图）。然后直接将料罐放入设备中即可进行混合脱泡作业。

   为了有效区分真空功能在浆料混合脱泡中的作用，可进行以下两组不同的参数设置：

最终的混合效果分别如下,

采用参数a即没有使用真空功能的混合效果：

注意红色部分标记出的为没有被带走的气泡，依然在浆料表面附着，但显然所有微气泡都被排挤成为一个较大气泡。

采用参数b即使用真空的功能的混合效果：

上图中的单个大气泡已经通过真空系统完全去除，浆料混合均匀。

由此可见，即使是吸附能力超强的石墨粉为主体的锂电池浆料，在经过强力非接触的混合及脱泡处理后，内部所有的气泡都已经被排出。这对于接下来的涂布制程来说，可以有效的提高锂电池浆料涂布质量，从而从源头上改善产品由于涂布不均而造成的后端模组异常及不良。最为关键的是，目前此方案是去除锂电池浆料中亚微米级别气泡的唯一解决办法。同样的，根据实际反馈案例来看；此设备对于三元材料、胶粘剂等相关浆料的混合脱泡也有着良好的实践效果。