CN102207479A - 一种检测锂离子电池浆料分散均匀性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测锂离子电池浆料分散均匀性的方法，所述方法包括：对浆料不同位置取样并检测样品的导电性，根据所得样品导电性的差异评估浆料的分散均匀性。本发明的方法从一个独特的角度提供了一种全新的评估浆料分散均匀性的方法。本发明通过将浆料的分散均匀性从导电性上转化为一个可衡量的量“电导率”，使得浆料分散性的评估过程更为准确客观。

Description

一种检测锂离子电池浆料分散均匀性的方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，特别是涉及一种检测锂离子电池浆料分散均匀性的方法。

背景技术

磷酸铁锂电池高安全性，长循环寿命的特点，使之成为近年来锂离子动力电池正极材料的开发热点。但磷酸铁锂材料本身的导电性很差，其电导率比传统的钴酸锂等材料低了6～7个数量级。而在功率型锂离子动力电池的开发中，要求需具有优良的倍率充放电性能。针对这一点，目前磷酸铁锂材料一般通过表面包覆或者金属离子掺杂、降低一次颗粒及二次团聚粒径来提高其自身的导电性，或者在浆料的制备中加入较多的导电剂来提高极板的导电性能，降低电池内阻，以获得更优良的大倍率电流充放电性能。这些措施在提高磷酸铁锂材料倍率性能的同时，带来了另一个新的问题：磷酸铁锂浆料的分散性问题。包覆碳、掺加更多导电剂、更小粒径的材料颗粒，这些都使得磷酸铁锂浆料在制备过程中不容易分散均匀，可能出现颗粒团聚，导电剂团聚等现象。这样的浆料涂布出来的极片一致性很差，造成电芯内部各处内阻不一致，进而影响到电芯的性能。而目前传统的评估浆料一致性或者均匀性的方法为测试浆料粘度、固含量结合目视的评估方法，测试结果并不十分不准确，具有很大的不足。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能准确评估出锂离子电池浆料分散均匀性的检测方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明公开了一种检测锂离子电池浆料分散均匀性的方法，所述方法包括：对浆料不同位置取样并检测样品的导电性，根据所得样品导电性的差异评估浆料的分散均匀性。

在本发明具体的实施方式中，所述检测样品的导电性是检测样品的电导率。

优选的，所述检测样品的电导率的步骤包括：

对浆料不同位置取样后，将样品烘干并压片成型得到样品片，在基本相同的压实密度下检测样品片的电阻R，然后根据样品片的横截面S、厚度L及电导率的计算公式σ＝R*S/L计算样品片的电导率。

由于采用了以上技术方案，使本发明具备的有益效果在于：

本发明的方法从一个独特的角度提供了一种全新的准确评估浆料分散均匀性的方法，解决了浆料评估过程中长期困扰技术人员的问题。通过测试浆料桶不同位置所取浆料的导电性，可以有效评估出浆料中导电剂、粘结剂、活性材料的分散均匀性；有一处分散不均匀，都会造成其导电性的差异。本发明通过将浆料的分散均匀性从导电性上转化为一个可衡量的量“电导率”，使得浆料分散性的评估过程更为准确客观。此方法不仅可用于磷酸铁锂材料体系，而且可以用于其他材料体系的评估。本发明通过对浆料导电性测试评估浆料分散均匀性的方法，结合传统评估方法，可以更有效的监测浆料的状态，在源头控制电芯制作的一致性，有效性，是对现有方法的一种有益补充。

附图说明

图1-3分别为本发明实施例的样品1-3电阻测试的电压-电流拟合曲线图。

具体实施方式

本发明的方法主要利用了材料体系中不同成分在浆料中分散均匀性的不同导致的材料体系导电性差异。浆料中导电剂出现了团聚，该处浆料所制样品导电性必然降低。浆料中粘结剂未完全包裹材料，浆料的导电性也必然出现差异。该方法通过电导率的计算公式σ＝R*S/L将浆料的分散均匀性从导电性上转化为一个可衡量的量“电导率”。

本发明具体的实施过程可以包括如下：

1.按照一定的取样规则对待评估浆料进行取样，例如按照浆料桶分上中下三层取样。将浆料样品分别标示后在相同温度下烘干。

2.将烘干的浆料取出，用玛瑙研钵研磨粉碎。粉碎好的样品过筛，将大颗粒筛出，以免影响测试。将制好的粉末放入烘箱再次烘烤。

3.制得的粉末样品分别称取相同质量，在粉末压片机上进行压片成型，压制数个直径一定的样品圆片。不同样品压制时采用相同的压力和保压时间。测试压好的片的厚度，根据质量和片厚计算样品片的压实密度，然后挑选所需压实密度的片以供测试。

4.利用电化学工作站，将所制样品片装在测试模具中，压力一定。在样品上加以线形电压，对样品进行线形扫描，测试电流。然后根据测试结果对测试所得以电流为横坐标，以电压为纵坐标的曲线进行拟合，曲线的斜率即为该样品片的电阻。已知样品片的电阻R，横截面S，厚度L，根据电导率计算公式σ＝R*S/L，即可计算出所测试样品的电导率。

5.对不同位置取样所得的电导率测试结果进行对比，即可从导电性上评估出浆料分散的均一性。

下面通过具体的实施例对本发明做进一步详细的描述。

实施例：

用于评估某功率型电芯正极磷酸铁锂浆料分散均匀性。在浆料桶中心的上、中、下三层取浆料，按照上述方法步骤1～3进行制样，样品数据如下：

样品编号	片重g	片厚mm	直径mm	面积mm2	压实密度g/cm3
						1(上层)	0.5130	1.585	13.18	136.4334	2.37
2(中层)	0.5147	1.590	13.18	136.4334	2.37
						3(下层)	0.5150	1.580	13.18	136.4334	2.39

按照步骤4，对样品圆片进行线形扫描测试，得出曲线拟合斜率即为圆片内阻。其拟合曲线分别如图1、2、3所示、

结合样品圆片的厚度和面积，根据电导率公式σ＝R*S/L，计算得到以下结果：

样品编号	电阻Ω	电导率S/cm
			1(上层)	5.90E+00	1.97E-02
2(中层)	5.83E+00	2.00E-02
			3(下层)	5.76E+00	2.01E-02

根据结果，浆料上中下三层取样所测得的电导率近似。判定该浆料分散均匀，各处导电性比较一致。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种检测锂离子电池浆料分散均匀性的方法，所述方法包括：对浆料不同位置取样并检测样品的导电性，根据所得样品导电性的差异评估浆料的分散均匀性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述检测样品的导电性是检测样品的电导率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述检测样品的电导率的步骤包括：

对浆料不同位置取样后，将样品烘干并压片成型得到样品片，在基本相同的压实密度下检测样品片的电阻R，然后根据样品片的横截面S、厚度L及电导率的计算公式σ＝R*S/L计算样品片的电导率。

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