編者按

漿料制備過(guò)程中，需要注意的主要有兩方面：一方面是將最初的物料分散均勻；另一方面是阻止原材料之間相互作用而引起的二次團(tuán)聚。

鋰電池極片厚度一般為40-200μm左右，其中極片厚度根據(jù)電池種類（高能量、高功率等）的不同而變化。如果想要鋰電池具有好的電化學(xué)性能，極片必須要前中后厚度一致，且表面平滑，沒(méi)有缺陷。在排除涂布工藝的條件下，漿料制備是決定其質(zhì)量好壞的關(guān)鍵程序。好的鋰電池漿料粘度穩(wěn)定不易發(fā)生變化，顆粒粒徑小，涂布干燥后無(wú)明顯顆粒感，無(wú)氣泡等異物。那么，漿料制備過(guò)程中，需要注意的主要有兩方面：一方面是將最初的物料分散均勻；另一方面是阻止原材料之間相互作用而引起的二次團(tuán)聚。所以，攪拌過(guò)程的目的就是要把原始狀態(tài)的物料分散、混合均勻，同時(shí)也要防止顆粒間再次團(tuán)聚。

鋰電池極片分為正極極片、負(fù)極極片，兩種極片所用活物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑等隨電池體系不同而不同。將這樣一個(gè)復(fù)雜的多相體系混合成均一性良好的懸浮漿料需要較多的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。物料的粒徑越小，形狀越怪就越難以分散，特別是導(dǎo)電劑炭黑，經(jīng)常在攪拌過(guò)程中二次團(tuán)聚成大塊，不僅沒(méi)有起到良好的導(dǎo)電作用，還會(huì)影響電池的比能量。炭黑不僅可以用于鋰電池還可用于塑料、高分子等行業(yè)，所以關(guān)于炭黑的分散研究很多。根據(jù)目前的研究報(bào)告，團(tuán)聚物的分散可以有以下幾種方式：

左邊第一種分散情況(erosion)發(fā)生在較弱機(jī)械力作用下，此時(shí)物料隨著機(jī)械力發(fā)生流動(dòng)，形成大小不一的顆粒團(tuán)聚體。在此過(guò)程中，小碎片的物料逐漸從大團(tuán)聚物上剝離下來(lái)，形成了二次顆粒。當(dāng)外在機(jī)械力超過(guò)一定的臨界值時(shí)，顆粒的破碎（rupture）就會(huì)突然發(fā)生，如上圖中間所示。如果機(jī)械能量高達(dá)一定程度，和時(shí)間的延長(zhǎng)，顆粒間會(huì)發(fā)生繼續(xù)破碎，不過(guò)這種現(xiàn)象出現(xiàn)概率較低。

在鋰電池漿料制備過(guò)程中，材料間的接觸形式可能有上圖中所示三種狀態(tài)。首先炭黑的結(jié)構(gòu)不容易被改變，且其分布比較均勻，以structure1存在。隨著機(jī)械攪拌的進(jìn)行，導(dǎo)電劑的解聚和分散會(huì)同時(shí)發(fā)生，最后導(dǎo)電劑完全包覆在活物質(zhì)表面。

從原材料顆粒間單獨(dú)存在到變成混合均勻的物質(zhì)是一個(gè)很重要的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程可以分為固體粉末態(tài)（I）、混合潤(rùn)濕態(tài)（II）以及最后形成的懸浮態(tài)(III)。其過(guò)程控制如下圖所示。

在此過(guò)程中每一階段的特征、優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)如下表所示：

在干混階段，設(shè)備的輸入能量大小、機(jī)械力大小以及活物質(zhì)的顆粒大小都影響著導(dǎo)電劑的分散。此外，物料的團(tuán)聚受空氣濕度影響很大。

潤(rùn)濕狀態(tài)是由固體粉末中第一次加入溶劑開(kāi)始的，潤(rùn)濕程度取決于粉料對(duì)液體的飽和程度以及粘附和應(yīng)力狀態(tài)。在此過(guò)程中，不斷發(fā)生著分散和團(tuán)聚，同時(shí)改變著混合料的混合狀態(tài)。當(dāng)凝膠點(diǎn)或完全飽和狀態(tài)達(dá)到之后，不再有大的力量輸入同時(shí)顆粒間的相互作用力也降低了，隨后就可以稀釋將其降到想要達(dá)到的固含量。在稀釋?xiě)腋∫弘A段，涉及到了漿料的流體力學(xué)和剪切力，流體流動(dòng)條件下，攪拌機(jī)對(duì)顆粒施加的剪切力促使物料處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。

不同的加工控制過(guò)程對(duì)物質(zhì)原材料施加的力不同，會(huì)造成顆粒的分散均勻程度，尤其是對(duì)于炭黑導(dǎo)電劑來(lái)說(shuō)，變化的應(yīng)力強(qiáng)度對(duì)極片的電子傳導(dǎo)率、電池容量、電流密度均勻很大影響，故了解漿料制備過(guò)程中的物料混合階段的狀態(tài)是非常必要的。