磷酸铁锂电池材料在锂电池包加工中带来了哪些难题？

来源：宝鄂实业 2019-10-28 11:41 点击量：次

国内现在普遍选择磷酸铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料，从政府、科研机构、企业甚至是证券公司等市场分析员都看好这一材料，将其作为动力型锂电池包的发展方向。但是，磷酸铁锂电池包也会遇到一些缺陷，在锂电池包加工时磷酸铁锂材料会带来哪些一系列难题呢?

　　磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂电池包的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。由于磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷，如振实密度与压实密度很低，导致锂离子电池的能量密度较低，材料的制备成本与电池的制造成本较高。锂电池包将遇到以下一些问题：

　　1、磷酸铁锂电池涂布均一性问题

　　涂布不均，不仅锂电池包一致性就不好，还关系到设计、使用安全性等问题。所以，锂电池包制作过程中对涂布均一性的控制很严格。做配方、涂布工艺的知道，材料颗粒越小，涂布越难做均匀。根本的是从材料上进行改善，如提高导电性加大颗粒、颗粒球形化等，短时间内可能有效果较为有限。立足现有材料，从锂电池加工的角度来说，改善的途径，可从以下几项进行尝试：

　　采用“线性”的导电剂：采用“线形”导电剂，目前主要是VGCF(碳纤维)和CNTs(碳纳米管)、金属纳米线等。

　　改善分散效果：分散效果好的浆料，则颗粒接触团聚的概率会大为降低，浆料的稳定性会得到很大改善。

　　改进浆料转移过程：浆料储存时可考虑提高搅拌速度避免浆料粘稠;对于使用周转桶转移浆料的，尽可能缩短出料到涂布的时间，有条件的改用管道输送，改善浆料粘稠现象。

　　采用挤压涂布(喷涂)：挤压涂布可以改善刮刀涂布表面纹路、厚度不均等现象，但是设备价格较高，对浆料的稳定性要求较高。

　　2、磷酸铁锂电池干燥困难

　　由于磷酸铁锂电池包比表面大、粘结剂用量大，制备浆料时所需要的溶剂用量也就大，涂布后干燥也就较为困难。如何控制溶剂的挥发速度，则是一个值得关注的问题。

　　3、磷酸铁锂电池柔韧性较差

　　目前磷酸铁锂极片加工时，普遍感觉极片较硬、较脆，对叠片来说可能影响不是稍小，但对是在卷绕时，则是很为不利。极片柔韧性不好，卷绕弯曲时就容易掉粉、断裂，导致短路等不良。

　　4、磷酸铁锂电池粘结性能较差

　　磷酸铁锂材料的颗粒小，比表面比比钴酸锂、锰酸锂配增大了很多，需要的粘结剂也就更多。但是粘结剂用多了，降低活性物质的含量，能量密度就降低，所以可能的情况下，锂电池包生产过程中会尽力减少粘结剂用量。

　　5、最后是材料分散问题

　　制浆是锂电池包生产过程中最为关键的工序之一，其核心任务就是把活性物质、导电剂、粘结剂等物料均匀的混合，使得材料性能能够更好的发挥。要混匀，先要能分散。颗粒减小，相应的比表面也就增大，表面能也就增大，颗粒间发生聚合的趋势就增强，相应的有效分散空间也会增大。