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brookfield粘度計在鋰電漿料粘度測定
發布時間:2020-07-27   點擊次數:141次

鋰電漿料粘度測定

鋰離子電池是繼鉛酸電池、鎘鎳電池及氫鎳電池之後的新一代二次電池,具有工作電壓高、容量高、自放電小、循環壽命長、無記憶效應、無環境汙染及工作溫度範圍寬等顯著優點,自問世以來已廣泛應用於手機、筆記本電腦等便攜式電子設備中。重點發展電動車、儲能電池等新能源產品的今天,鋰電池被認為是公認的理想儲能元件,得到了更高的關注。

鋰離子電池漿料由活性物質(正負極材料)、黏結劑、導電劑等,通過攪拌的方式均勻分散於溶劑中製備而成。粘度是影響鋰離子電池漿料的重要因素之一,它不但影響漿料的流動性能,而且粘度的一致性和高低同樣會影響後序塗布的均勻性和塗布效率。粘度過高或過低都不利於極片塗布,粘度過高的漿料流平性不佳,不利於塗布;粘度過低的漿料雖然流動性好,但幹燥困難,降低了塗布的幹燥效率,還會發生塗層龜裂、漿料顆粒團聚問題。因此,電極漿料需要具有穩定且恰當的粘度,這是電池生產過程中保證電池一致性的一個重要指標。隨著合漿結束,攪拌停止,漿料會出現沉降、絮凝聚並等現象,產生大顆粒,這會對後續的塗布等工序造成較大的影響。表征漿料穩定性的主要參數有流動性、粘度、固含量、密度等。

 

不同的漿料體係具有不同的粘度變化規律。電極漿料由多種不同比重、不同粒度的原料組成,又是固-液相混合分散,屬於典型的非牛頓流體。非牛頓流體的粘度除了與溫度有關外,還與剪切速率、時間有關,並有剪切變稀或剪切變稠的變化。

 

本文使用DV3T標準流變儀配套小量樣品適配器SSA測量一種鋰電子電池漿料的粘度,旨在幫助用戶建立該產品的生產及製備工藝過程中產品質量控製的粘度測試方法。

LB-10R水浴循環係統用於控製樣品溫度(測試溫度為25℃),使用Rheocalc T軟件連接主機,進行程序編輯及數據采集,繪製粘度變化曲線。

 

取一定量的已配置好的鋰離子電池漿料於SSA的樣品杯中,將轉子緩慢浸沒至樣品中,然後連接粘度計主機和水浴循環係統。在Rheocalc T 軟件上編輯相應的測試程序,待樣品溫度穩定後開始測量。選擇“Multi Point”模式進行數據采集,測試時間為120s,數據采集間隔為10s,總共采集了12個數據點,觀察測試過程中粘度變化情況數據及溫度控製的穩定性。

 

根據圖2可知,在恒定的剪切率條件下,使用水浴控溫時,測試穩定性非常好,12個數據點的粘度平均值為3685 cP,相對標準偏差為0.08%。Brookfield數顯粘度計獨有的連續感應器可以保證測試數據輸出的實時性和準確性。此外測試過程中,溫度非常穩定,始終保持在25±0.01℃之間。
 

 

SSA測試所需樣品體積僅為2-16mL(具體的樣品量與所使用的轉子型號相關),可有效節約測試成本,提升測試效率;SSA使用同軸圓柱型轉子及配套的樣品杯,可以計算剪切率和剪切應力,得到絕對粘度;LB係列循環水浴係統的控溫精度可達0.01℃,為粘度測試提供準確及穩定的溫度條件。

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