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高压

锂离子电池正极浆料高电压分散剂(降粘剂、流动性增强剂)

改性PVP分散剂适应高电压高固含量正极浆的分散要求?

· 高电压快充锂电池辅材

可用于正极浆料的现有分散剂(如pvp)为达到良好分散效果的用量通常在正极活性材料质量的0.8%-2%,但这会大大降低正极活性材料在正极浆料中的质量占比。

随着高电压快充的广泛应用,对在不大幅提高磷酸铁锂正极浆料内阻的情况下提升浆料的固含量,都需要设计和开发特定功能的改性PVP分散剂,比如将N-乙烯基吡咯烷酮、二烯烃和有机羧酸进行聚合或接枝反应,这种特殊分散剂的质量仅仅是正极活性材料质量的0.1%-0.3%。

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锂离子电池使用这种特殊分散剂,可以提高正极浆料的分散性和固含量的同时,又可避免因正极活性材料的含量下降带来的电池比容量降低的问题。
良好的分散剂需要既亲合溶剂,又要亲合被分散颗粒(正极活性材料颗粒、导电剂颗粒等),这样分散剂可较容易地吸附在被分散颗粒的表面与溶剂的界面上,使正极活性材料和导电剂等在锂离子电池正极浆料中达到优异的分散效果,并阻止被分散的颗粒再次团聚,且降低分散时间、减少分散剂用量;此外,分散剂还要具有良好柔顺性,提高和改善正极片柔韧性和挠折性。

特殊分散剂可以以极低的用量就可使正极活性材料和导电剂等在锂离子电池正极浆料中短时间内达到较好的分散效果,并使正极浆料具有较高的固含量,可提升正极片的制备效率和产品良率、柔韧性等,明显提升正极活性材料在正极片中的质量占比,优化能量密度。


正极活性材料、粘结剂和导电剂在电池领域的常规选择:

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粘结剂一般选择聚偏氟乙烯(pvdf)。

正极活性材料为磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、钴酸锂(licoo2)、锰酸锂,以及镍钴锰(ncm)三元材料、镍钴铝(nca)三元材料中一种。

导电剂括碳纳米管、炭黑以及石墨烯中的至少一种,导电剂的表面最好具有功能化基团,如羧基、羟基等,以便在正极浆料中分散,对正极活性材料颗粒和粘结剂颗粒均具有良好的亲和力。正极浆料的固含量高,特别是正极活性材料的含量较高,则该正极浆料的分散性好,不易沉降,可放置较长时间。

正极片在电池领域的常规组成:
正极片包括集流体和集流体上的正极材料层,正极材料层包括正极活性材料、导电剂、粘结剂和分散剂。
正极材料层通过正极浆料经涂覆、干燥而成,正极浆料中的固含量高、溶剂量少,可在较短时间内干燥得到正极片,提高正极片的制备效率;由于干燥处理的时间短,正极片不易开裂、良品率高。此外正极片还具有良好的柔韧性,便于成型组装成电池。

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