鉅大LARGE | 點擊量:5765次 | 2019年07月02日
說說鋰電池漿料中SBR飄藍的情況
墨漿料為黑色,黑色會吸收可見光,形成良好對比底色。所以大家會看到漿料表面的藍光明顯,而單一SBR乳液藍光并不明顯。
盛禧奧作為世界領(lǐng)先的SBR供應(yīng)商,70多年來一直致力SBR技術(shù)和應(yīng)用的開發(fā)。今天,我們就從SBR和鋰電池漿料的角度,來說說鋰電池漿料中SBR飄藍的情況。
2個光學(xué)概念:瑞利散射、米氏散射
光的散射是指光線通過不均勻介質(zhì)一部分光偏離原來傳播方向的現(xiàn)象。偏離原方向的光稱為散射光。散射光的波長(λ)不發(fā)生變化是彈性散射,常見的彈性散射有瑞利散射和米氏散射。瑞利散射和米氏散射對不均勻介質(zhì)尺寸的要求和散射強度可見表1。
SBR飄藍之謎
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
SBR飄藍之謎
為什么漿料飄的是藍色而不是其他顏色?
SBR本身并不是均一的溶液,它是由數(shù)量巨大的小顆粒懸浮在水中形成的懸浮液(我們通常叫乳液EmulsionPolymer)。SBR的粒徑通常在100-200nm,正好處在可見光的彈性散射范圍。
光的波長越短,散射強度越強。根據(jù)可見光的波長分布,藍光和紫光散射強度最大,見表2。但紫光被大氣層吸收,并且人眼對紫光不敏感,所以我們?nèi)庋劭吹降囊运{光為主。
此外,石墨漿料為黑色,黑色會吸收可見光,形成良好對比底色。所以大家會看到漿料表面的藍光明顯,而單一SBR乳液藍光并不明顯。
SBR飄藍之謎
原來飄藍是SBR上浮引起的,那么為什么SBR會上浮呢?
在漿料體系中,石墨顆粒表面是疏水的,CMC分子上既有疏水部分(未羧基改性的主鏈)和親水部分(羧基改性),因此CMC一方面通過疏水的未羧基改性的主鏈吸附在石墨顆粒表面,另一方面親水的羧基可以使吸附有CMC的石墨懸浮在水中。CMC兩個特性相互結(jié)合,使石墨分散在水中。
SBR顆粒表面的羧基改性,賦予SBR親水性,使之可以穩(wěn)定的懸浮在水中。由于其親水特性,使得SBR對石墨的吸附性較差,所以SBR并不能有效的分散石墨。此外,SBR表面的羧基呈負(fù)電性,與CMC表面的羧基相互排斥,使得SBR與CMC分散后的石墨漿料相容性較差(見圖2),導(dǎo)致少部分SBR在漿料靜置的時候上浮。
SBR飄藍之謎
SBR與CMC分散的漿料體系之間的相容性較差,導(dǎo)致少量SBR上??;SBR顆粒對可見光的散射,其中波長較短的藍光散射強度大,被肉眼看到,因此出現(xiàn)漿料飄藍的現(xiàn)象。
上浮而導(dǎo)致飄藍的SBR會引起什么?又如何減少上???
既然是SBR上浮導(dǎo)致飄藍,那么漂浮在漿料表面的這部分SBR可能導(dǎo)致:
1.SBR石墨涂層中分布不均;
2.表面的SBR可能會引發(fā)粘輥。
SBR飄藍之謎
那么如何減少上浮呢?
1.盡量減少漿料靜置時間,可以用低速攪拌代替靜置。
2.進行CMC與SBR以及Graphite-CMC-SBR之間的匹配型實驗,選擇合適的分散(CMC)與膠黏劑(SBR)組合。
3.通過對SBR進行特殊的改性,使SBR表面的官能團可以與CMC形成一定的相互作用,使SBR錨固在CMC上,減少SBR的上浮。圖3是盛禧奧特殊改性前后的漿料靜置24h后的表現(xiàn)。
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