導(dǎo)讀：

鋰電漿料需要具有較好的穩(wěn)定性，這是電池生產(chǎn)過(guò)程中保證電池一致性的一個(gè)重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的鋰電池漿料分散機(jī)設(shè)備合漿結(jié)束，攪拌停止，漿料會(huì)出現(xiàn)沉降、絮凝聚并等現(xiàn)象，產(chǎn)生大顆粒，這會(huì)對(duì)后續(xù)的涂布等工序造成較大的影響。隨著鋰電池生產(chǎn)工藝技術(shù)的發(fā)展，以及鋰電池槳料分散機(jī)設(shè)備技術(shù)的優(yōu)化與改進(jìn)，鋰電池分散技術(shù)已越來(lái)越成熟，本文將介紹一下鋰電漿料特性和分散機(jī)理。

鋰電池漿料和傳統(tǒng)分散工藝

1.1，鋰電池漿料的特性

鋰離子電池漿料是由多種不同比重、不同粒度的原料組成，鋰電池分散機(jī)一般設(shè)計(jì)的固-液相混合分散方式，形成的漿料屬于非牛頓流體。鋰離子電池漿料是一種像油狀的流動(dòng)的液體，所以具有一般流體所具有的特征如粘性、流動(dòng)性等，同時(shí)因?yàn)殡姵貪{料是一種液固兩相流，所以還具有一些自身特殊的性能。

1.1.1，鋰離子電池漿料流變性

流變性是指物質(zhì)在外力作用下的變形和流動(dòng)性質(zhì)。由于液體不能承受剪切力，因而不能保持其外形的穩(wěn)定。在外力的作用下，液體就會(huì)發(fā)生流動(dòng)和變形等的性質(zhì)，稱為流變性。漿體的流變性十分復(fù)雜．一種漿體在低濃度時(shí)可能表現(xiàn)為牛頓流體或假塑性流體；濃度稍高產(chǎn)生絮團(tuán)后，可能表現(xiàn)為賓漢流體；更高的濃度下又可能會(huì)出現(xiàn)脹塑性流體。

對(duì)同—種漿料，在剪切率不太高時(shí)，不出現(xiàn)脹流現(xiàn)象，剪切率高時(shí)又可能轉(zhuǎn)化為脹塑性流體。有些非牛頓流體在低剪切速率和高剪切速率下都可能呈現(xiàn)牛頓流體形象，這可能是因?yàn)樵诘图羟兴俾氏拢肿拥臒o(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)不出剪切速率對(duì)其中物料重新排列使表觀粘度的變化，當(dāng)剪切速率增高到一定限度后，剪切定向達(dá)到了最佳程度，因而也使表觀粘度不隨剪切速率而變。如前所述，許多非牛頓體其流變特性受到體系中結(jié)構(gòu)變化的影響。

影響鋰離子電池漿料流變性的一些主要參數(shù)：

(1)分散相或固相的類型及表面電荷的大小

對(duì)于不同種類的正負(fù)極活性物質(zhì)，如正極常用的鈷酸鋰、錳酸鋰，負(fù)極常用的石墨粉、中間相炭微球，由于其種類不同，因而具有不同的水化膨脹特性以及不同的表面電荷，這樣，不同種類的活性物質(zhì)其分散特性、膠溶特性以及形成具有一定強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)體系的能力也各不相同，其宏觀表現(xiàn)是不同種類的活性物質(zhì)配制而成的漿料具有不同的流變特性。

(2)固相的濃度

分散相或固相濃度的大小主要影響漿料的屈服應(yīng)力和塑性粘度或表觀粘度。在一般槽況下，固相濃度越大，其屈服應(yīng)力、塑性粘度或表觀粘度越大。

(3)固相顆位的大小、形狀以及粒徑的分布

在固相濃度不變的條件下，顆粒的粒徑越小，由于其總的表面積增加，因而漿料的屈服應(yīng)力和粘度將隨之增加。

(4)分散介質(zhì)本身的粘度。

不同的溶劑具有不同的粘度，使得漿料的粘度也將隨之變化。

(5)溫度和壓力。

在不同的溫度和壓力下漿料具有不同的流變特性。

(6)漿料的PH值。

1.1.2，鋰離子電池漿料觸變性

觸變性是指流體在剪切力作用下的一種結(jié)構(gòu)破壞與恢復(fù)原有結(jié)構(gòu)的效應(yīng)。描述鋰離子電池漿料的觸變性主要包括觸變的最后效果和觸變過(guò)程，觸變過(guò)程是指在一定的條件下鋰離子電池漿料中的膠鏈結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的破壞和恢復(fù)過(guò)程，它反映了觸變性的時(shí)間效應(yīng)。觸變的最后效果是指在一定實(shí)驗(yàn)條件下達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的最大觸變量。這里所說(shuō)的達(dá)到穩(wěn)定是指漿料內(nèi)的結(jié)構(gòu)破壞與恢復(fù)的一種動(dòng)態(tài)平衡，而其宏觀表現(xiàn)則為鋰離子電池漿料剪切應(yīng)力的固定不變，亦即剪切應(yīng)力具有不隨時(shí)間而變化的穩(wěn)定數(shù)值。

1.1.3，分散效果對(duì)鋰離子電池漿料的影響

混合分散工藝在鋰離子電池的整個(gè)生產(chǎn)工藝中對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)影響度大于30%，是整個(gè)生產(chǎn)工藝中最重要的環(huán)節(jié)，合適的鋰電池漿料混合分散設(shè)備對(duì)生產(chǎn)至關(guān)重要。

鋰離子電池的電極制造，正極漿料由粘合劑、導(dǎo)電劑、正極材料等組成；負(fù)極漿料則由粘合劑、石墨碳粉等組成。正、負(fù)極漿料的制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過(guò)程,而且在這個(gè)過(guò)程中都伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負(fù)極漿料中，顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動(dòng)，因此在鋰離子電池生產(chǎn)中各極片材料的漿料的混合分散至關(guān)重要，漿料分散質(zhì)量的好壞，直接影響到后續(xù)鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量及其產(chǎn)品的性能。

1.2，鋰離子電池漿料分散機(jī)理

1.2.1，漿料穩(wěn)定性理論

大部分的漿料都是屬于懸浮液體系。不穩(wěn)定的懸浮液在靜止?fàn)顟B(tài)下發(fā)生絮凝，并由于重力作用而很快分層，分散的目的就是要在產(chǎn)品的有效期內(nèi)抗絮凝、防止分層，維持懸浮顆粒的均勻分布，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

1.2.1.1，懸浮液的絮凝理論

絮凝作用即是在靜態(tài)（由于布朗運(yùn)動(dòng)）或動(dòng)態(tài)（在剪切力作用下條件下，通過(guò)顆粒碰撞引起顆粒數(shù)目減少的過(guò)程。膠體系統(tǒng)中，如不考慮穩(wěn)定劑，顆粒間的相互作用主要有范德華（VanderWaals）引力；伴隨著帶電顆粒的庫(kù)侖（Coulombic）力（斥力或引力）。這些力的起因截然不同，Derjaguin和Landau在蘇聯(lián)，Verwey和Overbeek在荷蘭分別獨(dú)立的提出DLVO理論，構(gòu)成了親液分散體系中絮凝作用經(jīng)典理論的基礎(chǔ)，闡述了膠體懸浮體系的穩(wěn)定性主要與膠體顆粒間上述兩個(gè)獨(dú)立的相互作用的相對(duì)距離有關(guān)。

1.2.1.2，懸浮液的分層理論

分層是分散相在外力（重力或離心力）作用下，在連續(xù)相中上浮或下沉的結(jié)果。在忽略布朗運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的靜態(tài)條件下，可用Stokes定律來(lái)描述，即分散相球形顆粒由于重力的沉降速度u0由下式確定：

式中ρs-ρ為分散相與連續(xù)相的密度差，g為重力加速度，d為分散相顆粒直徑，μ為連續(xù)相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續(xù)相密度大，顆粒下沉，速度uo為正值，反之，顆粒上浮，速度為負(fù)值。沉降速度大，漿料就容易分層。如果要保持體系穩(wěn)定，就必須降低沉降速度，對(duì)于特定的漿料可以通過(guò)減小分散相固體顆粒直徑d。因?yàn)橹挥挟?dāng)粒徑減至連續(xù)相液體分子大小時(shí)，顆粒才能穩(wěn)定、均勻地分散在液體中不發(fā)生分離。

通過(guò)以上的分析我們可以看出，要提高懸浮液的穩(wěn)定性，分散相顆粒的粒徑應(yīng)盡量細(xì)小。但應(yīng)該指出，根據(jù)前人所做的大量研究發(fā)現(xiàn)，隨著顆粒粒度的減小，雖然顆粒由重力引起的分離作用變?yōu)榇我囊蛩兀怯捎陬w粒之間的間距減小，顆粒之間的結(jié)合力（范德華力等）起到了重要決定性作用。另外，當(dāng)顆粒直徑小于某一細(xì)小尺寸時(shí)，此時(shí)，顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)效應(yīng)就不能忽略了，所以由于細(xì)小顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，而使得顆粒之間產(chǎn)生激烈地碰撞。若不加穩(wěn)定劑，這些情況都會(huì)導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚，對(duì)體系的穩(wěn)定是不利的。所以漿料的分散中，顆粒粒徑并非越細(xì)越好，要視漿料的特性而定。分散就是要根據(jù)物料的特性與特點(diǎn)，減小分散相顆粒的粒度，使其分布于一個(gè)較窄的尺寸范圍，并達(dá)到吸力與斥力的相互平衡，從而保證漿料體系的穩(wěn)定。

1.2.2，團(tuán)聚與分散的關(guān)系

漿料的團(tuán)聚是指原生的微細(xì)顆粒在制備、分散及存放過(guò)程中，相互連接、由多個(gè)顆粒形成較大的顆粒團(tuán)簇的現(xiàn)象。

顆粒在液相介質(zhì)中表現(xiàn)為分散和團(tuán)聚兩種基本的行為。顆粒在液體介質(zhì)中的團(tuán)聚是吸附與排斥共同作用的結(jié)果，其根源是顆粒間的相互作用力。在懸濁液體系中，粉體顆粒的團(tuán)聚是吸附和排斥共同作用的結(jié)果。如果吸附作用大于排斥作用，粉體顆粒團(tuán)聚；如果吸附作用小于排斥作用，粉體顆粒則分散。在液體介質(zhì)中，粉體顆粒受力情況較復(fù)雜，不僅有像范德華力、靜電力、表面張力、毛細(xì)管力等產(chǎn)生團(tuán)聚的吸引力，而且在粒子的表面，還會(huì)產(chǎn)生雙電層靜電作用、溶劑化膜作用、聚合物吸附層的空間保護(hù)作用等使納米顆粒趨向于分散的斥力作用。

顆粒在介質(zhì)中的穩(wěn)定分散一般包括以下過(guò)程：潤(rùn)濕、機(jī)械分散及分散穩(wěn)定。潤(rùn)濕通常指顆粒與顆粒之間的界面被顆粒與溶劑、分散劑等界面所取代的過(guò)程。機(jī)械分散是利用剪切力將大量顆粒細(xì)化、使團(tuán)聚體解聚、被潤(rùn)濕、包裹吸附的過(guò)程。分散穩(wěn)定是指將原生粒子或較小的團(tuán)聚體在靜電斥力、空間位阻斥力作用下來(lái)屏蔽范德華引力,使顆粒不再聚集的過(guò)程。團(tuán)聚體分散解聚的直接原因是受到剪切力和壓力的作用，剪切力在分散過(guò)程中起到了決定性的作用。

1.2.3，團(tuán)聚體變形與破裂

在研究流動(dòng)性質(zhì)隨時(shí)間和應(yīng)力的變化時(shí)，一般要考察顆粒的結(jié)合與破裂。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是顆粒的結(jié)合所必須得碰撞，還是多顆粒團(tuán)的破壞，都與顆粒大小有緊密的函數(shù)關(guān)系，也就是說(shuō)，顆粒大小是影響流變和穩(wěn)定性的一個(gè)關(guān)鍵因素。

在層流狀態(tài)下，流體中的物料團(tuán)聚體受層流剪切力作用。不考慮團(tuán)聚體的重力作用，物料團(tuán)聚體受剪切力t的作用與表面張力的作用。剪切作用的切向分力的作用效果是使團(tuán)聚體發(fā)生旋轉(zhuǎn)的主要原因，而法向分力和表面張力則在團(tuán)聚體的內(nèi)部分別產(chǎn)生壓差，這兩種壓差綜合作用的結(jié)果就是使團(tuán)聚體的內(nèi)部產(chǎn)生變形，在其原有裂紋的區(qū)域上就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，并最終導(dǎo)致團(tuán)聚體的破碎與分散，分解成更小尺寸級(jí)別的顆粒。

在湍流狀態(tài)下，流場(chǎng)的變化非常迅速，且存在著固體分散相與液體連續(xù)相之間的相互作用，例如由于固體相對(duì)液體相湍流具有的阻尼作用，使其脈動(dòng)強(qiáng)度降低，流場(chǎng)中流動(dòng)情況相當(dāng)復(fù)雜。所以為了簡(jiǎn)化起見，在假定湍流是均勻的，并且是各向同性的基礎(chǔ)上，認(rèn)為液滴的破裂由湍流的脈動(dòng)效應(yīng)所引起的。在這種情況下，液滴受到的粘性剪切應(yīng)力可忽略，若兩相粘度和密度相差比較小，則在液滴表面將會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)將會(huì)使其形狀相對(duì)于平衡的球形而發(fā)生變化，當(dāng)變化的程度足夠大時(shí)，液滴就會(huì)不穩(wěn)定，破裂成兩個(gè)或更多的小液滴，條件是液滴振動(dòng)的動(dòng)能足以提供破裂后所增加的表面能。

1.3，漿料傳統(tǒng)混合分散工藝

目前傳統(tǒng)的鋰離子電池漿料的制備都是在雙行星分散設(shè)備中完成的。盡管目前在小型電池生產(chǎn)技術(shù)上已日趨成熟，但目前鋰離子電池的生產(chǎn)過(guò)程中，電池的一致性控制仍然是鋰離子電池制作的技術(shù)難點(diǎn)，尤其是對(duì)于大容量、大功率的動(dòng)力型鋰離子電池。另外，隨著鋰離子電池材料的不斷進(jìn)步，原材料顆粒粒徑越來(lái)越小，這不僅提高了鋰離子電池性能，也非常容易形成二級(jí)團(tuán)聚體，從而增加了混合分散工藝的難度。

1.3.1，正極漿料的制備（以鈷酸鋰為例）

正極漿料的制備過(guò)程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合分散在一起，調(diào)制成漿料，以利于均勻涂布，保證極片的均勻一致性。正極制漿主要包括五個(gè)步驟，即原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和稀釋。

(1)原料的物理性能

a.鈷酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為6~8μm，含水量≤0.2%，通常為堿性，pH值為10~11。錳酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為5~7微米含水量≤0.2%，通常為堿性，PH值為8左右。

b.導(dǎo)電劑：非極性物質(zhì)，葡萄鏈狀物，吸油值約為300，粒徑一般為2~5μm；主要有普通炭黑、超導(dǎo)炭黑、石墨乳等，在大批量應(yīng)用時(shí)一般選擇超導(dǎo)炭黑和石墨乳復(fù)配，通常為中性。

c.PVDF粘合劑：非極性物質(zhì)，鏈狀物，其分子量為300,000~1,000,000不等，吸水后分子量下降，黏性變差。

d.NMP(N-甲基吡咯烷酮)：弱極性液體，用于溶解/溶脹PVDF，同時(shí)作為溶劑稀釋漿料。

(2)原料的預(yù)處理

a.鈷酸鋰：脫水，一般用120℃常壓烘烤2小時(shí)左右。

b.導(dǎo)電劑：脫水，一般用200℃常壓烘烤2小時(shí)左右。

c.粘合劑：脫水，一般用120~140℃常壓烘烤2小時(shí)左右，烘烤溫度視分子量的大小決定。

d.NMP：脫水，使用干燥分子篩脫水或采用特殊取料設(shè)施，直接使用。

(3)原料的摻和

a.粘合劑的溶解（按標(biāo)準(zhǔn)濃度）及熱處理。

b.鈷酸鋰和導(dǎo)電劑球磨：使粉料初步混合，鈷酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起，提高團(tuán)聚作用和的導(dǎo)電性。配成漿料后不會(huì)單獨(dú)分布于粘合劑中，球磨時(shí)間一般為2小時(shí)左右；為避免混入雜質(zhì)，通常使用瑪瑙球作為球磨介子。

(4)粉體的分散和浸濕

固體粉末放置在空氣中，隨著時(shí)間的推移，將會(huì)吸附部分空氣在固體的表面上，液體粘合劑加入后，液體與氣體開始爭(zhēng)奪固體表面；如果固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng)，液體不能浸濕固體；如果固體與液體吸附力比與氣體的吸附力強(qiáng)，液體可以浸濕固體，將氣體擠出。當(dāng)潤(rùn)濕角≤90度，固體浸濕。當(dāng)潤(rùn)濕角＞90度，固體不浸濕。正極材料中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料分散相對(duì)容易。分散方法對(duì)分散的影響：靜置法（時(shí)間長(zhǎng)，效果差，但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu)）；攪拌法：自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)（時(shí)間短，效果佳，但有可能損傷個(gè)別材料的自身結(jié)構(gòu)）。

影響混合分散過(guò)程的主要參數(shù)有：

1、攪拌速度對(duì)分散速度的影響。一般說(shuō)來(lái)攪拌速度越高，分散速度越快，但對(duì)材料自身結(jié)構(gòu)和對(duì)設(shè)備的損傷就越大。

2、濃度對(duì)分散速度和粘結(jié)強(qiáng)度的影響。通常情況下漿料濃度越小，分散速度越快，但太稀將導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和漿料沉淀的加重。濃度越大，柔制強(qiáng)度越大，粘接強(qiáng)度越大；濃度越低，粘接強(qiáng)度越小。

3、真空度對(duì)分散速度的影響。高真空度有利于材料縫隙和表面的氣體排出，降低液體吸附難度；材料在完全失重或重力減小的情況下分散均勻的難度將大大降低。意凱雙行星攪拌機(jī)的真空度走在了行業(yè)前列。

4、溫度對(duì)分散速度的影響。適宜的溫度下，漿料流動(dòng)性好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮，太冷漿料的流動(dòng)性將大打折扣。

(5)稀釋

加入溶劑將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

1.3.2，負(fù)極漿料（以石墨為例）的制備

負(fù)極漿料的制備大致與正極制漿的步驟相同。

(1)原料的物理性能

a.石墨：非極性物質(zhì)，易被非極性物質(zhì)污染，易在非極性物質(zhì)中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新團(tuán)聚。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則，主要有球形、片狀、纖維狀等。

b.水性粘合劑（SBR）：小分子線性鏈狀乳液，極易溶于水和極性溶劑。

c.防沉淀劑（CMC）：高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。

d.異丙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度。乙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑線性交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度。

e.去離子水（或蒸餾水）：稀釋劑，酌量添加，改變漿料的流動(dòng)性。

(2)原料的預(yù)處理

a.石墨：經(jīng)過(guò)混合，使原料均勻化，提高一致性，然后在300~400℃常壓烘烤，除去表面油性物質(zhì)，提高與水性粘合劑的相容能力，修圓石墨表面棱角（有些材料為保持表面特性，不允許烘烤，否則效能降低）。

b.水性粘合劑：適當(dāng)稀釋，提高分散能力。

(3)摻和、浸濕和分散

a.石墨與粘合劑溶液極性不同，不易分散。

b.可先用醇水溶液將石墨初步潤(rùn)濕，再與粘合劑溶液混合。

c.應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度，提高分散性。

d.分散過(guò)程為減少極性物與非極性物距離，提高勢(shì)能或表面能，所以為吸熱反應(yīng)，攪拌時(shí)總體溫度有所下降。如條件允許應(yīng)該適當(dāng)升高攪拌溫度，使吸熱變得容易，同時(shí)提高流動(dòng)性，降低分散難度。

e.攪拌過(guò)程如加入真空脫氣過(guò)程，排除氣體，促進(jìn)固-液吸附，效果更佳。

(4)稀釋

加入溶劑將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

1.3.3，傳統(tǒng)分散工藝面臨的問(wèn)題

（1）根據(jù)傳統(tǒng)工藝中的葉輪剪切/循環(huán)特性，可以把葉輪的作用分為兩大類，第一類是對(duì)葉輪附近產(chǎn)生的剪切作用；第二類則是通過(guò)葉輪泵出的流量產(chǎn)生循環(huán)作用。漿體的進(jìn)一步分散作用主要依靠葉輪的剪切作用，而葉輪的流量決定了葉輪的分散的能力。而在離葉輪端部較遠(yuǎn)的區(qū)域，總會(huì)存在一層漿料始終停滯不動(dòng)，這個(gè)區(qū)域也就是人們常說(shuō)的“死區(qū)”，分散設(shè)備的工作區(qū)域越大，而且漿料黏度越高，“死區(qū)”的問(wèn)題就越突出，就算采用不同的葉輪和結(jié)構(gòu)，死區(qū)仍然難以避免，因此在鋰離子電池漿料的制備過(guò)程中，所制得的漿料產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)混合分散不均勻、粉體顆粒與粘合劑接觸不均勻、易分層和發(fā)生硬性沉淀等一系列問(wèn)題。

（2）在操作過(guò)程中雙行星攪拌也會(huì)遇到諸多問(wèn)題：

1.批次分散工藝，混合分散時(shí)間長(zhǎng)，能量消耗大。

2.電極粉末材料由行星攪拌器頂部加入，粉塵容易飛揚(yáng)、漂浮。更重要的是粉末與液相混合極易發(fā)生團(tuán)聚。

3.物料易殘留于行星攪拌器的罐蓋、罐壁及攪拌槳上，清洗操作困難。

4.空氣易存留于分散混合罐，氣泡的產(chǎn)生影響分散效果。

5.批次工藝致使量產(chǎn)受到限制，生產(chǎn)線占地面的大，維護(hù)成本高。

高剪切設(shè)備在電池漿料分散過(guò)程中的應(yīng)用

鋰離子電池漿料的混合分散過(guò)程可以分為宏觀混合過(guò)程和微觀分散過(guò)程，這兩個(gè)過(guò)程始終都會(huì)伴隨著鋰離子電池漿料制備的整個(gè)過(guò)程。把雙行星攪拌分散設(shè)備作為宏觀混合單元溶入到鋰離子電池漿料快速分散系統(tǒng)之中，把超剪切分散裝置作為微觀分散控制單元，這將會(huì)大大提高了鋰離子電池漿料的分散效果和效率。

2.1，高剪切分散機(jī)理

在高剪切分散設(shè)備中，作用于液體的能量一般相當(dāng)集中，這樣可以使液體收到高能量密度的作用。引入能量的類型和強(qiáng)度必須足以使分散相顆粒有效地均勻分散。分散均勻的本質(zhì)是使物料中分散相（固體顆粒、液滴等）受流體力學(xué)上的剪切作用和壓力作用破碎并分散。

液體物料分散系中固分散相顆?；蛞旱纹扑榉稚⒌闹苯釉蚴鞘艿郊羟辛蛪毫Φ墓餐饔?。引起剪切力和壓力作用的具體流體力學(xué)效應(yīng)主要有三種，它們分別是層流效應(yīng)、湍流效應(yīng)和空穴效應(yīng)。

層流效應(yīng)的作用是引起固體分散相顆?；蛞旱蔚募羟泻屠L(zhǎng)，湍流效應(yīng)的作用是在壓力波動(dòng)作用下引起固體分散相顆?；蛞旱蔚碾S意變形，而空穴效應(yīng)的作用則是使形成的小氣泡瞬間破滅產(chǎn)生沖擊波，而引起劇烈攪動(dòng)。綜上所述，超剪切分散設(shè)備內(nèi)物料的分散機(jī)理比較復(fù)雜，主要是以剪切作用起主導(dǎo)作用，而以其他作用為輔。漿體物料在高頻壓力波的作用下產(chǎn)生反復(fù)的壓縮效應(yīng)，同時(shí)又受到超剪切分散設(shè)備內(nèi)窄小間隙內(nèi)的剪切力和回旋剪切力的強(qiáng)烈作用，如此綜合反復(fù)的作用，被處理的漿料產(chǎn)生強(qiáng)烈的分散和粉碎作用，最終達(dá)到快速超細(xì)分散的目的。

2.2，高剪切設(shè)備用于鋰電漿料的分散

高剪切設(shè)備可用于電芯正極或負(fù)極，油性或水性漿料的分散乳化（油性漿料的粘結(jié)劑為PVDF溶劑為NMP，水性漿料的粘結(jié)劑為SBR+CMC溶劑為水，有時(shí)水性負(fù)極漿料也會(huì)添加少量NMP是為了增加SBR,CMC,水,石墨之間的相容性,對(duì)改善粘輥是非常有效的,許多電池發(fā)生輥壓粘輥時(shí)都是采用加NMP的方法,一般占固體的5%,或漿料總重量的2%左右）

高剪切分散可有以下兩種方式：

一為在雙行星攪拌預(yù)混后添加高剪切設(shè)備把漿料中顆粒團(tuán)聚進(jìn)行破碎，細(xì)化和對(duì)粒徑分布范圍進(jìn)行收縮，提高漿料的分散性和均一性。部分廠家儲(chǔ)能電池漿料的生產(chǎn)也會(huì)用到膠體磨，相對(duì)于動(dòng)力電池，儲(chǔ)能電池對(duì)漿料的要求相對(duì)較低。

二是用粉液混合機(jī)代替雙行星進(jìn)行漿料的初步混合，混合機(jī)的喂料可以通過(guò)在機(jī)器入口處安裝的漏斗來(lái)進(jìn)行一定順序的加入。粉體喂料時(shí)可以完全手動(dòng)，也可以選擇半自動(dòng)或全自動(dòng)操作，同時(shí)也可以選擇輸送機(jī)、氣動(dòng)裝貨設(shè)備或是其他的傳輸設(shè)備。儲(chǔ)料罐中的刮邊攪拌機(jī)一方面是對(duì)固含量不斷提高的漿料進(jìn)行均勻，另一方面可以加速漿料的流動(dòng)，以提高分散效率，節(jié)省循環(huán)的時(shí)間。

意凱新型鋰電池分散設(shè)備——真空雙行星攪拌機(jī)