CN114975861A - 电池浆料稳定性的评测方法以及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池浆料稳定性的评测方法以及设备，其中，评测方法包括以下步骤：S1、采用指定筛网对待涂布的电池浆料进行过筛；S2、计算电池浆料的过筛速率；S3、根据过筛速率，判断电池浆料的稳定性；其中，过筛速率越高，则电池浆料的稳定性就越高。可见，仅需要消耗过筛和计算所用的时长即可完成对电池浆料稳定性的评测，提高了评测效率。

Description

电池浆料稳定性的评测方法以及设备

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，具体涉及一种电池浆料稳定性的评测方法以及一种评测电池浆料稳定性设备。

背景技术

在电池技术领域中，锂电池因其具有绿色环保、质量轻、能量密度高等优点，受到了广泛的应用。锂离子电池的制程包括正极合浆、负极合浆、电池浆料涂布、分切烘烤以及组装等步骤；其中，电池浆料涂布的一致性决定了电池极片的一致性，进而决定了电池成品的一致性；而正、负极合浆的一致性决定了涂布的一致性。正、负极合浆步骤具体为将活性物质、导电剂、粘结剂及溶剂等混合搅拌成电池浆料，而电池浆料中不同物质的颗粒粒径及其表面的基团均影响电池浆料稳定性，若电池浆料的稳定性过低，则无法保证涂布效果；因此，电池浆料需要经过稳定性评测才能够被用于涂布工艺中。

目前，现有的电池浆料稳定性的评测方法通常为对电池浆料的固含量、粘度和细度综合评估来进行初步评估，例如：在长时间的静置或慢搅拌后，测试电池浆料的粘度来确认电池浆料的稳定性；可见，现有的电池浆料稳定性的评测方法需要消耗较长时间才能够得到评测结果，导致评测过程效率过低。

发明内容

本发明至少部分解决现有的对待涂布的电池浆料稳定性的评测过程效率过低的问题，提供一种电池浆料稳定性的评测方法以及一种评测电池浆料稳定性设备，其能够提高电池浆料稳定性评测过程的效率。

第一方面，本发明实施例提供一种电池浆料稳定性的评测方法，其包括以下步骤：

S1、采用指定筛网对待涂布的电池浆料进行过筛；

S2、计算所述电池浆料的过筛速率；

S3、根据所述过筛速率，判断所述电池浆料的稳定性；其中，所述过筛速率越高，则所述电池浆料的稳定性就越高。

在一些可选的实施例中，在完成过筛后，评测方法还包括以下步骤：

S4、观察所述筛网表面，并判断所述筛网上是否存在残留颗粒；若否，则判定所述电池浆料的搅拌程度合格；若是，则进行下述步骤S5；

S5、判断所述残留颗粒的数量和尺寸是否高于预设阈值，若否，则判定所述电池浆料的搅拌程度合格；若是，则判定所述电池浆料的搅拌程度不合格。

在一些可选的实施例中，上述步骤S2包括：

S21、将所述电池浆料过筛预设过筛量，并记录过筛预设过筛量的所述电池浆料所需的过筛时长；

S22、计算所述过筛时长与所述预设量的比值，作为所述过筛速率。

在一些可选的实施例中，所述预设过筛量的范围为5～1800ml。

在一些可选的实施例中，所述指定筛网的目数范围为10～700目。

在一些可选的实施例中，在步骤S1之前，还包括：

S0、分别检测多种不同的电池浆料对应粘度和过筛速率，并根据获得的多组对应粘度值和过筛速率值，拟合出过筛速率-粘度曲线；

步骤S3还包括：

S31、根据所述过筛速率在所述过筛速率-粘度曲线中查找对应的粘度值。

在一些可选的实施例中，所述电池浆料为正极浆料或负极浆料。

在一些可选的实施例中，所述正极浆料包括含锂正极浆料；所述含锂正极浆料为包含磷酸铁锂、镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中一种或多种的悬浊液。

在一些可选的实施例中，所述正极浆料还包括含钠正极浆料；所述含钠正极浆料为包含磷酸铁钠、钴酸钠、锰酸钠中一种或多种的悬浊液。

在一些可选的实施例中，所述负极浆料为包含石墨、硬碳、软碳中一种或多种的悬浊液。

在一些可选的实施例中，方法还包括以下步骤：

在进行步骤S1的同时，对所述电池浆料进行留样；

将留样的所述电池浆料静置预设静置时长，并观察所述电池浆料粘度变化。

第二方面，本发明实施例还提供一种评测电池浆料稳定性的设备，其包括：筛网、承载装置和量化容器；其中，所述筛网用于对电池浆料进行过筛；所述承载装置用于承载所述筛网；所述量化容器用于承接完成过筛的所述电池浆料。

本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供的电池浆料稳定性的评测方法，包括先采用指定筛网对待涂布的电池浆料进行过筛，再计算电池浆料的过筛速率，最后根据计算出的过筛速率，判断电池浆料的稳定性，即，根据电池浆料的过筛速率判断其稳定性的高低。这样，无需对电池浆料进行长时间的静置，仅需要消耗过筛和计算所用的时长即可完成对电池浆料稳定性的评测，大大缩短了评测所用时长，提高了评测效率，进而缩短了电池的制程，提高了工艺效率。

本发明实施例提供的评测电池浆料稳定性的设备，包括筛网、承载装置和量化容器，其中，筛网用于对电池浆料进行过筛，承载装置用于承载筛网，量化容器用于承接完成过筛的电池浆料，以能够执行上述评测方法中对电池浆料进行过筛的步骤；而且，本发明实施例提供的评测电池浆料稳定性的设备结构简单，且不需要复杂的组装方式。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电池浆料稳定性的评测方法的一种流程图；

图2为本发明实施例提供的电池浆料稳定性的评测方法的另一种流程图；

图3为对本发明实施例提供的电池浆料稳定性的评测方法的一种评测结果拟合出的过筛时长-浆料粘度散点图；

图4为本发明实施例提供的评测电池浆料稳定性的设备的一种分解视图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。

可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。

可以理解的是，为便于描述，本发明的附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分，而与本发明实施例无关的部分未在附图中示出。

可以理解的是，在不冲突的情况下，本发明实施例的流程图和框图中所标注的功能、步骤可按照不同于附图中所标注的顺序发生。

第一方面，本发明实施例提供一种电池浆料稳定性的评测方法。

本实施例中的发明用于评测电池浆料的稳定性，具体针对已配置完毕的、待涂布的电池浆料。

电池浆料通常为活性物质、导电剂、粘结剂以及溶剂混合并搅拌形成的悬浮体系，其用于涂布在电池极片上，以在经过烧结后形成电池的正面电极和背面电极。由此可见，在电池的制程中，电池浆料的涂布效果对最终成品电池的质量起着重要影响；而电池浆料的稳定性对涂布效果起着重要影响，具体的，稳定性是指悬浮体系维持自身密度不变的性质，若电池浆料的稳定性较差，则其在涂布过程中会发生沉降，进而导致最终涂布在电池极片表面的活性物质分布不均匀。

但作为一种悬浮体系，电池浆料的整体稳定性受到其中不同物质颗粒的表面基团、搅拌工艺、存放时间、存放条件等多种因素的影响，因此难以从电池浆料的组成或配置过程中预先获知电池浆料的稳定性。为此，必须通过一些方式在进行涂布过程之前对电池浆料的稳定性进行评测，以避免电池极片表面活性物质分布不均匀的问题发生。

现有的技术方案通常利用悬浮体系的粘度与稳定性正相关的特性，通过检测电池浆料的粘度来对电池浆料的稳定性进行分析。例如，在一些相关技术中，可以在静置或慢速搅拌状态下，经过一定时间后电池浆料的粘度来确认电池浆料的稳定性。具体的，可以分别测试搅拌的转速从小到大变化时粘度变化和转速从大到小变化时粘度变化，并分别绘制两条电池浆料粘度随转速变化曲线；然后分析两条电池浆料粘度随转速变化曲线的重合性，继而判断正负极浆料的稳定性，当两条曲线重合性好的时候，说明正极或负极浆料稳定性好，当两条曲线重合性差的时候，则说明正极或负极浆料稳定性差。

但是，在相关技术中，无论静置或慢速搅拌均需要24h～48h，进而导致工艺效率大大降低。

或者，在一些相关技术中，还可以通过检测涂布后的电池极片的膜阻抗、观测电池极片表面的形貌来评测。这种方式是基于涂布的结果进行评测的，虽然能够评测电池浆料的稳定性，但操作人员很难根据评测结果及时对电池浆料进行调整，因此，这种方式对实际生产不具有指导意义。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电池浆料稳定性的评测方法，如图1所示，其包括以下步骤：

S1、采用指定筛网对待涂布的电池浆料进行过筛；

S2、计算电池浆料的过筛速率；

具体的，在一些可选的实施例中，步骤S2包括以下子步骤：

S21、将电池浆料过筛预设过筛量，并记录过筛预设过筛量的电池浆料所需的过筛时长；即，从筛网过滤出液的时刻开始计时，过滤出的浆料满足预设过筛量后停止计时；

S22、计算过筛时长与预设量的比值，作为过筛速率；

具体的，从算术角度而言，若步骤S1中取待涂布的电池浆料的量为m1，步骤S21中的预设过筛量为m2，且m2≤m1，记录的过筛时长为t，则步骤S22中计算过筛速率k的算式为：k＝m2/t。

S3、根据过筛速率，判断电池浆料的稳定性；具体的，在步骤S3中，过筛速率越高，则表征被检测的电池浆料的稳定性就越高。

如上述，电池浆料作为一种悬浮体系，其粘度与稳定性是正相关的；因此可以通过采用过筛的方式检测流动状态下的电池浆料的粘度，进而间接表征电池浆料的稳定性，从而实现根据电池浆料的过筛速率判断其稳定性的高低。这样，无需对电池浆料进行长时间的静置，仅需要消耗过筛所用的时长即可完成对电池浆料稳定性的评测，大大缩短了评测所用时长，提高了评测效率，进而缩短了电池的制程，提高了工艺效率。

在一些可选的实施例中，在步骤S1之前，还包括：

S0、分别检测多种不同的浆料对应粘度和过筛速率，并根据获得的多组对应粘度值和过筛速率值，拟合出过筛速率-粘度曲线。

相应的，在后续的步骤S3中还包括：

S31、根据过筛速率在过筛速率-粘度曲线中查找对应的粘度值。

可见，步骤S0中拟合出的过筛速率-粘度曲线关系能够将过筛速率与电池浆料的稳定性之间的关系量化，从而既不需要取多份电池浆料进行相互对比，也不需要设置标准对照组的电池浆料与待测的电池浆料进行比较，从而进一步地缩短步骤S3中判断电池浆料的稳定性所用的时长。

在一些可选的实施例中，上述步骤S22中预设过筛量的范围为5～1800ml。进一步地，在一些优选的实施例中，上述预设过筛量的范围为100～300ml；在此范围中进行过筛，能够获得较为平稳的过筛速率，且过筛效率较高。

另外，在电池的制程中，电池浆料所包含颗粒的粒径尺寸也会对最终成品电池的质量起着重要影响；但如上述，电池浆料包括活性物质、导电剂以及粘结剂，因此电池浆料包含大量容易结团的活性基团，可见，若在配置过程中搅拌不充分，则会导致电池浆料中颗粒的粒径尺寸过大；而若电池浆料中存在较大的颗粒，则会在被涂布的电池极片表面造成划痕等不良现象，甚至导致电池极片报废。但在现有的技术方案中，还没有能够快速检测出电池浆料中是否存在较大颗粒的方法，因此无法对涂布工艺的效果进行预判，只能在实际涂布的过程中对电池极片表面涂布效果进行观测，进而造成电池极片的废片风险上升，也间接地导致了工艺效率下降。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还在上述电池浆料稳定性的评测方法的基础上，进一步提出了：在完成上述过筛步骤后，进行以下步骤：

S4、观察筛网表面，并判断筛网上是否存在残留颗粒；若否，则判定电池浆料的搅拌程度合格；若是，则进行下述步骤S5；

S5、判断残留颗粒的数量和尺寸是否高于预设阈值，若否，则判定电池浆料的搅拌程度合格，即，待检测的电池浆料中不存在会划伤电池极片的颗粒；若是，则判定电池浆料的搅拌程度不合格。应当理解地，在判定电池浆料的搅拌程度不合格后，操作人员应当对电池浆料的搅拌工艺参数进行调整，以使调整后的搅拌工艺能够制出颗粒粒径尺寸满足工艺要求的电池浆料。

上述判断电池浆料中是否存在较大颗粒的步骤可以在过筛之后进行，而且不需要额外引入其他检测设备，仅需要观察并观测残留颗粒的数量和尺寸即可。在一些优选的实施例中，如图2所示，上述步骤S4和S5可以与上述步骤S3同步进行，从而在将判断电池浆料中是否存在较大颗粒的方法和对电池浆料稳定性的评测方法结合的同时，提高评测效率，进而提高工艺效率。

在一些可选的实施例中，上述步骤S1中采用的筛网的目数范围为10～700目；具体的，筛网的目数以及网孔尺寸应当根据电池浆料中颗粒的粒径来选择，以使过筛电池浆料获取的过筛速率足以表征电池浆料的稳定性，且能够过滤出粒径较大的颗粒。进一步地，在一些优选的实施例中，筛网的目数范围为100～200目。

在一些可选的实施例中，电池浆料为正极浆料或负极浆料。

进一步地，在一些可选的实施例中，上述正极浆料包括含锂正极浆料；具体的，含锂正极浆料为包含磷酸铁锂、镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中一种或多种的悬浊液。

而且，在一些可选的实施例中，上述正极浆料还包括含钠正极浆料；具体的，含钠正极浆料为包含磷酸铁钠、钴酸钠、锰酸钠中一种或多种的悬浊液。

而且，在一些可选的实施例中，上述负极浆料为包含石墨、硬碳、软碳中一种或多种的悬浊液。

上述多种悬浊液均为电池领域中常用的电池浆料，且均具有相似的物理性质，因此均适用于本发明实施例提供的稳定性评测方法。

在一些可选的实施例中，本发明实施例提供的电池浆料稳定性的评测方法还包括对评测结果进行验证的步骤，其具体包括以下步骤：

在进行上述步骤S1的同时，对电池浆料进行留样；

将留样的电池浆料静置预设静置时长，并观察电池浆料粘度变化；具体的，在静置了相同的预设静置时长的条件下，

作为上述实施例的一种具体示例，本实施例还以对正极浆料的评测过程为例，提供一种评测结果的验证流程以及验证结果，具体包括：

S01、取五组500ml的正极浆料，采用200目筛网将五组正极浆料分别过筛，过筛量为300ml；同时对这五组正极浆料分别进行留样；

S02、分别测定五组正极浆料的过筛所用时长，并将五组留样的正极浆料测量静置24h；

S03、测量五组留样的正极浆料的粘度值；

S04、对计算出的五组正极浆料过筛时长和五组留样的正极浆料的粘度值进行整理汇总；具体的，可整理为如下表格：

表1留样的正极浆料的粘度表

或者，还可以将五组正极浆料过筛速率和五组留样的正极浆料的粘度值拟合出如图3所示的过筛时长-浆料粘度散点图，以能够较为直观地对多种浆料的评测结果进行比较。而且，由如图3所示的散点图可明显看出，过筛时间与浆料粘度呈正相关，可见，过筛时间或者过筛速率可以较为准确地反应出电池浆料的稳定性。

应当理解，若对同为悬浮体系的负极浆料的稳定性评测结果进行测评，也能够获得与上述示例相似的测试结果，因此在此不过多赘述。

第二方面，本发明实施例还提供一种评测电池浆料稳定性的设备，其包括：筛网、承载装置和量化容器；其中，筛网用于对电池浆料进行过筛；承载装置用于承载筛网；量化容器用于承接完成过筛的电池浆料，且能够检测完成过筛的电池浆料的量。

在一些可选的实施例中，如图4所示，上述承载装置可以采用漏斗；或者，在另一些可选的实施例中，上述筛网可以折成漏斗状，即，上述筛网和承载装置形成为一体。上述承载装置可以采用带有刻度的量杯，以能够直观地观测出完成过筛的电池浆料的量。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种电池浆料稳定性的评测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用指定筛网对待涂布的电池浆料进行过筛；

S2、计算所述电池浆料的过筛速率；

S3、根据所述过筛速率，判断所述电池浆料的稳定性；其中，所述过筛速率越高，则所述电池浆料的稳定性就越高。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在完成过筛后，还包括以下步骤：

S4、观察所述筛网表面，并判断所述筛网上是否存在残留颗粒；若否，则判定所述电池浆料的搅拌程度合格；若是，则进行下述步骤S5；

S5、判断所述残留颗粒的数量和尺寸是否高于预设阈值，若否，则判定所述电池浆料的搅拌程度合格；若是，则判定所述电池浆料的搅拌程度不合格。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21、将所述电池浆料过筛预设过筛量，并记录过筛预设过筛量的所述电池浆料所需的过筛时长；

S22、计算所述过筛时长与所述预设量的比值，作为所述过筛速率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设过筛量的范围为5～1800ml。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定筛网的目数范围为10～700目。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1之前，还包括：

S0、分别检测多种不同的浆料对应粘度和过筛速率，并根据获得的多组对应粘度值和过筛速率值，拟合出过筛速率-粘度曲线；

步骤S3还包括：

S31、根据所述过筛速率在所述过筛速率-粘度曲线中查找对应的粘度值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池浆料为正极浆料或负极浆料。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述正极浆料包括含锂正极浆料；所述含锂正极浆料为包含磷酸铁锂、镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中一种或多种的悬浊液。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述正极浆料包括含钠正极浆料；所述含钠正极浆料为包含磷酸铁钠、钴酸钠、锰酸钠中一种或多种的悬浊液。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述负极浆料为包含石墨、硬碳、软碳中一种或多种的悬浊液。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在进行步骤S1的同时，对所述电池浆料进行留样；

将留样的所述电池浆料静置预设静置时长，并观察所述电池浆料粘度变化。

12.一种评测电池浆料稳定性的设备，其特征在于，包括：筛网、承载装置和量化容器；其中，

所述筛网用于对电池浆料进行过筛；

所述承载装置用于承载所述筛网；

所述量化容器用于承接完成过筛的所述电池浆料。

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