Lithium-ionbatterijen worden veel gebruikt op verschillende gebieden vanwege hun hoge energiedichtheid, lange levensduur en milieuvriendelijkheid. De anode-elektrodenbrij is een van de belangrijkste componenten van lithium-ionbatterijen, die de prestaties en veiligheid van de batterijen beïnvloeden. Daarom is het belangrijk om het voorbereidingsproces en de voorzorgsmaatregelen van de anode-elektrodenbrij te begrijpen.

Het bereidingsproces van de anode-elektrodenbrij kan worden onderverdeeld in vier stappen: voorbereiding van de grondstof, mengen, coaten en drogen.

1. Bereiding van grondstoffen

De grondstoffen voor de anode-elektrodenbrij omvatten voornamelijk actieve materialen, geleidende middelen, bindmiddelen en oplosmiddelen. De actieve materialen zijn de belangrijkste bron van lithiumionen en elektronen in de batterij, zoals grafiet, silicium, tin en hun legeringen of composieten. De geleidende middelen worden gebruikt om de elektrische geleidbaarheid van de slurry en de elektrode te verbeteren, zoals roet, grafeen en koolstofnanobuisjes. De bindmiddelen worden gebruikt om de actieve materialen en geleidende stoffen aan elkaar te binden en aan de stroomafnemer te hechten, zoals polyvinylideenfluoride (PVDF), styreen-butadieenrubber (SBR) en carboxymethylcellulose (CMC). De oplosmiddelen worden gebruikt om de bindmiddelen op te lossen en de viscositeit van de suspensie aan te passen, zoals N-methyl-2-pyrrolidon (NMP), water en ethanol.

2. Mengen

De mengstap is het uniform dispergeren van de actieve materialen, geleidende middelen en bindmiddelen in het oplosmiddel om een ​​homogene suspensie te vormen. De mengmethode kan mechanisch roeren, ultrasone dispersie of kogelmalen zijn. De mengtijd, snelheid en temperatuur moeten worden geregeld in overeenstemming met de eigenschappen van de grondstoffen en de gewenste kwaliteit van de slurry. De mengstap is van cruciaal belang voor het bereiken van een goede dispersie, adhesie en coatinguniformiteit van de suspensie.

3. Coaten

De coatingstap is het aanbrengen van de slurry op een metaalfolie (meestal koper) als stroomafnemer met behulp van een coatingmachine. De coatingmethode kan een rakel, sleufmatrijs of spuitcoating zijn. De laagdikte, snelheid en druk moeten worden aangepast aan de eigenschappen van de slurry en de vereisten van de elektrode. De coatingstap is essentieel voor het bepalen van de massabelasting, porositeit en morfologie van de elektrode.

4. Drogen

De droogstap is het verwijderen van het oplosmiddel uit de gecoate slurry door gebruik te maken van een droogoven of een heteluchtblazer. De droogtemperatuur, -tijd en -atmosfeer moeten worden geoptimaliseerd volgens het type oplosmiddel en bindmiddel dat in de slurry wordt gebruikt. De droogstap is belangrijk voor het verwijderen van achtergebleven oplosmiddel, het verbeteren van de hechting van het bindmiddel en het verbeteren van de stabiliteit van de elektrode.

De voorzorgsmaatregelen van de bereiding van de anode-elektrodeslurry omvatten voornamelijk:

- Het kiezen van geschikte grondstoffen volgens de prestatie-eisen van de batterij.

- Controle van de verhouding van actieve materialen, geleidende stoffen en bindmiddelen volgens de gewenste reologie en elektrochemische eigenschappen van de suspensie.

- Vermijden van verontreiniging of oxidatie van de grondstoffen en drijfmest tijdens opslag en handling.

- Filteren of ontgassen van de slurry vóór het coaten om luchtbellen of onzuiverheden te verwijderen.

- Regelmatig de coatingmachine kalibreren om een ​​nauwkeurige en consistente laagdikte te garanderen.

- De gecoate elektroden op de juiste manier bewaren of uitharden om barsten of loslaten te voorkomen.

De voorbereiding van de anode-elektrodenslurry is een complex en delicaat proces dat een zorgvuldig ontwerp en een zorgvuldige bediening vereist. Door deze stappen en voorzorgsmaatregelen te volgen, kan men hoogwaardige anode-elektrodenbrij voor lithium-ionbatterijen verkrijgen.