你的浆料总沉降？可能是比表面积在'造反'！5大失控场景应对手册

本文总结了活性物质比表面积对浆料、涂布及电芯性能的影响及处理措施。

一、活性物质比表面积的原理影响分析（1）对浆料性能的影响

分散性挑战高比表面积活性物质（如纳米颗粒）易因范德华力形成硬团聚（Aggregate），导致浆料中颗粒分布不均。需延长搅拌时间或添加表面活性剂（如NMP）改善分散。

粘度与稳定性小颗粒比表面积大，吸附更多溶剂，增加浆料粘度。若导电剂（如CNT）未充分分散，可能形成局部高粘度区域，导致涂布缺陷。

沉降风险纳米颗粒因布朗运动易悬浮，但大团聚体可能快速沉降，需通过粘结剂（如PVDF）维持浆料稳定性。

（2）对涂布工艺的影响

涂层均匀性团聚颗粒在湿涂层中形成凸起或孔洞，干燥后极片出现裂纹。需控制浆料细度接近活性物质D90（如LFP浆料细度3μm匹配D90=3.5μm）。

厚度控制高比表面积颗粒振实密度低，相同面密度下涂层更厚，辊压后孔隙率下降更显著。

（3）对电芯性能的影响

电化学优势小颗粒缩短Li固相扩散路径，提升倍率性能，高比表面积增加反应活性位点，降低极化。

副作用

副反应加剧纳米颗粒表面易催化电解液分解，形成过厚SEI膜，消耗活性锂。

循环衰减高比表面积石墨首效可能会降低，保液量增加但循环后期容量衰减更快。

导电剂需求比表面积大的活性物质需更多导电剂（如CNT用量与活性物质比表面积正相关）。

二、生产现场异常处理措施（1）浆料分散不良

现象浆料粘度异常升高或细度不达标（如实测细度＞D90）。

处理

优化搅拌工艺采用多步投料（先分散导电剂，后加活性物质），或使用高剪切分散设备。

添加分散剂如NMP可降低石墨比表面积对浆料的影响，但需控制残留量（≤800ppm）。

检测手段通过SEM观察浆料中团聚体形态，调整分散参数。

（2）涂布极片缺陷

现象极片出现针孔、裂纹或厚度波动。

处理

调整浆料流变性添加溶剂（如NMP/水）降低粘度，或增加粘结剂（如CMC）提升柔韧性（。

优化涂布参数降低走带速度或调整刮刀间隙，避免大颗粒刮伤基材。

（3）电芯性能异常

现象首效低、倍率性能差或循环衰减快。

处理

调整N/P比若负极比表面积过高，需增加正极面密度或使用预锂化补偿锂损失。

优化导电网络对于高比表面积活性物质（如纳米LFP），采用复合导电剂（SP+CNT）构建长程导电路径。

控制压实密度高比表面积电极需适度辊压（如孔隙率30%~40%），避免过度压实导致离子传输受阻。

三、总结

活性物质比表面积需在“高反应活性”与“副反应控制”间平衡。生产中需通过颗粒级配（如大小颗粒混合）、导电剂优化（逾渗理论指导）及工艺参数适配（如搅拌、涂布、辊压）实现性能最优。异常处理关键在于快速定位问题环节（浆料→涂布→电芯），并基于机理调整材料配方或工艺参数。

##锂离子电池工艺##涂布##辊压##设计

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.材料性质及浆料制备对锂离子电池性能影响，薛战勇

2.实验室锂离子电池制作测试体系工艺研究，纪继坤

3.磷酸铁锂正极匀浆工艺研究，刘范芬

4.锂离子电池极片辊压变形微结构演化与性能调控基础研究，张俊鹏

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

6.长寿命高倍率锂离子电池的开发及工艺优化，张若涛

原文标题:你的浆料总沉降？可能是比表面积在'造反'！5大失控场景应对手册