扣式锂电池涂布“火山口”异常分析

发布时间：2024-05-28|阅读：317次

一、缩孔

1.1 关于火山口

电极极片特别是负极极片表面出现的圆形或近乎于圆形凹陷，称之为缩孔或火山口。缩孔这一涂布缺陷常见于涂料应用的涂膜过程中，并非锂离子电池电极片涂布时特有的现象。如下图

1.2 缩孔的形成

在涂布过程中可能会产生各种各样的缺陷，气泡、肥边、火山口、多边形凹陷、橘皮状等，缩孔是最常见的问题之一。从根本上意义讲由于成膜时所产生的表面张力梯度造成的，这种现象称之为Maragoni效应。

材料间表面张力不匹配，是产生缩孔的主要诱因。粘度、流动性以及干燥风速和烘箱温度等都可能改变表面张力及其作用过程，从而诱发缩孔的产生。

固化前可流动膜面中存在低表面张力的微粒（如粉体，油滴等），造成中央表面张力较低，流体以污染物为中心向四周迁移，最终形成边缘高于中心的圆形下陷（缩孔）。

1.3 缩孔的防治

选用相容性好的分散剂或分散介质，减少涂料本体中低表面张力大颗粒（包括大液滴）的存在；添加疏水表面活性分散剂和溶剂等也可以控制缩孔的程度。

二、锂电池极片涂布缩孔解决策略

1）材料表面结构的进一步改性

通过对石墨材料表面进一步的改性，提高极性基团，提高其亲水性；

2）调整粘合剂有效成分的分子结构

通过调整粘合剂有效成分的分子结构，降低其极性基团的含量，有效降低LA型水性粘合剂产品的表面张力，提高其对石墨材料的润湿程度。

3）添加具有表面活性的分散剂

在浆料中添加PVP、CMC等具有表面活性的分散剂，保证对低表面张力的颗粒的乳化分散，提高石墨材料在水中的分散能力，即提高水对石墨材料的润湿程度。

4）添加溶剂

在浆料中添加表面张力较低的溶剂（如乙醇等），提高水对石墨材料的润湿程度。

5）提高搅拌速度和延长搅拌时间。

6）提高浆料的粘度。

7）适当缩短干燥时间。