上海人和科學儀器有限公司
鋰電池導電漿料的分散性表征研究
檢測樣品：鋰電池導電漿料
檢測項目：分散J均質穩定性
方案概述：炭黑顆粒和碳納米管粉體的顆粒比表面積大，很容易在漿料中形成團聚，因此，導電漿料的分散性就成為評價漿料性能的重要指標。常規的BET方法只能給出干粉的比表面積值，而無法用于直接評價漿料中的顆粒分散性。為了解決這些難題，我們發展了一種新的漿料分散性表征技術……
隨著新能源汽車的不斷發展，電動車滲透率逐漸提高，消費者對于電動車的續航能力、充電時效等重要性能指標有著更高的要求。進一步提高電池能量密度、提升電池充電速率成為各新能源車企未來持續發力的方向。2022 年，國內動力鋰電池市場仍以常規類導電劑（炭黑）為主，而碳納米管導電劑的占比約為 24%。隨著近年來碳納米管導電劑的產能不斷提升，加之頭部企業導入驗證新型導電劑的進度加快，碳納米管導電劑憑借持續提高的性價比優勢，在動力電池領域的滲透率在不斷提升。
導電漿料是將導電劑顆粒均勻分散于溶劑中所形成的顆粒懸浮液，導電炭黑和碳納米管是兩種常用的導電劑，在鋰電池行業中的應用最為普遍。然而，炭黑顆粒和碳納米管粉體的顆粒比表面積大，很容易在漿料中形成團聚，因此，導電漿料的分散性就成為評價漿料性能的重要指標。常規的BET方法只能給出干粉的比表面積值，而無法用于直接評價漿料中的顆粒分散性。激光粒度法的測試則需要首先對漿料稀釋幾百甚至上千倍，而這會顯著地改變漿料的原始狀態，原本團聚的顆粒在稀釋后可能會分散得很好，因此，用激光粒度法也無法準確地評價出導電漿料的分散性好壞。
為了解決這些難題，我們發展了一種新的漿料分散性表征技術：核磁共振法。它通過測試漿料中溶劑的核磁信號，計算出溶劑的弛豫時間或弛豫譜，用來研究顆粒在漿料中的潤濕性及分散性。核磁共振法具有非侵入性、對漿料濃度及顏色都不敏感、測量快、精度高、重復性好等優點，可以直接測量未經稀釋的漿料。我們以導電漿料（導電炭黑和碳納米管）為研究對象，利用核磁共振技術為工具，通過測量導電漿料的弛豫時間和弛豫譜，來定量地評價不同分散程度的導電漿料，揭示出炭黑顆粒和碳納米管材料的重大差異，為導電漿料的檢測和評價提供一種準確、快速、便捷的新方法。
1 實驗部分：
1.1 材料與設備
三種導電炭黑顆粒，比表面積為62~67m2/g；三種碳納米管粉體，比表面積在90~260m2/g之間；NMP溶劑；PVDF粘接劑；磁力攪拌分散設備JEIO TECH TM-18Q；分散均質分析測試儀LISICO LS-1（圖1）。
圖1 LISICO 分散均質分析測試儀
1.2 漿料制備：
首先，制備1%濃度的PVDF溶液，將稱好的PVDF粉末加入到盛有NMP溶劑的試劑瓶中，再將試劑瓶放到磁力攪拌器上充分攪拌（40℃下攪拌4小時，轉速1000rpm），待PVDF粉末溶解于NMP溶劑后，得到PVDF溶液。
然后，……（下載看全文）
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