锂离子电池制造工艺之匀浆
一、为何聚焦 “匀浆”？
若将锂离子电池制造比作烘焙糕点，匀浆就如同 “搅打蛋液”—— 表面是简单混合，实则决定了后续涂布、辊压工序的质量上限，甚至直接影响电池的循环寿命。行业数据显示：由匀浆环节导致的极片缺陷，占后续极片报废原因的 35% 以上。换言之，这一步若出现疏漏，后续即便使用高端设备，也只能疲于弥补短板。
二、匀浆的核心是什么？
简言之：匀浆是将主活性粉、粘结剂、导电剂与溶剂在密闭罐体中，通过特定工艺步骤，混合成均匀非牛顿流体的过程。除传统机械混合方式外，超声波分散技术因在微纳米级物料分散中的独特优势，正逐渐应用于锂电池匀浆工艺中。
三、四步流程解析：从 “干粉” 到 “可涂浆料”
① 捏合
捏合的核心是使主粉、导电剂与粘结剂充分润湿，并通过物料间的摩擦实现初步分散。此环节的关键在于精准控制固含量：固含量过高，易导致润湿不均、内部残留干粉，最终浆料出现颗粒、混合不匀；固含量过低，则会造成过度润湿、捏合时打滑，分散效果大打折扣。在合理范围内，固含量趋近上限时，可降低浆料粘度并提升浓度，反之则粘度升高、浓度降低。捏合终点通常以设备电流趋于稳定且不再下降为判断依据。
② 润湿（溶剂补加）
捏合完成后需补加更多溶剂，使每颗粉体颗粒表面充分浸润，降低界面能，为后续分散创造有利条件。对于易团聚的纳米级活性粉或导电剂，可在此阶段提前加入少量分散助剂，为后续超声波分散增效。
③ 分散（高速剪切 + 超声波辅助）
分散阶段常用设备包括双行星搅拌机、双螺杆分散机及连续式在线分散机。目前主流设备为双行星搅拌机，不过双螺杆及连续式分散设备已逐渐成为替代选择。高速剪切的核心作用是实现各组分的宏观均匀混合，而超声波分散技术可作为关键补充或独立分散手段应用于该环节。
超声波分散的原理与应用
超声波分散通过高频机械振动（通常 20-50kHz）在浆料中产生 “空化效应”—— 即微小气泡快速形成、崩溃，产生局部高温高压及强烈微射流，直接打破粉体团聚体，实现微观层面的均匀分散。其优势体现在三方面：一是分散效率高，尤其适用于碳纳米管、石墨烯等易团聚导电剂；二是分散均匀性好，可减少浆料中微米级颗粒残留，降低极片微缺陷；三是对粘结剂破坏小，相比过度机械剪切更易保留粘结剂网络结构。
实际应用中，超声波分散可采用 “先机械预分散 + 后超声波精分散” 的组合工艺，或对高粘度、高固含量浆料进行在线超声波处理。需注意控制超声功率与处理时间：功率过低易导致分散不彻底，过高则可能因局部过热导致溶剂挥发或粘结剂降解；处理时间过长还可能引发浆料粘度异常波动。
④ 粘度调节 & 脱泡
调节粘度是为适配涂布工艺，正负极浆料有明确粘度窗口：正极通常为 8000–12000mPa・s，负极为 4000–6000mPa・s。采用超声波分散的浆料，因分散度提升可能导致粘度略有下降，调节时需结合实际检测结果微调溶剂添加量。脱泡多通过设备抽真空实现，可有效避免涂布时因气泡产生 “火山口” 式缺陷。
粘度异常处理方案
- 粘度异常主要分为偏高与偏低两类；
- 粘度偏高原因：固含量过高、主粉粒度差异过大、分散不均、粘结剂异常等；若采用超声波分散，可能因超声功率不足或处理时间过短导致分散不充分，间接引发粘度偏高；
- 粘度偏低原因：固含量过低、主粉粒度差异过大、粘结剂异常、过度分散等；若采用超声波分散，需警惕超声功率过高或处理时间过长导致的粘结剂降解，进而造成粘度偏低；
- 粘度偏高处理：先核查固含量与细度，若无异常可进行粘度调节 —— 正极每添加 10kg NMP 约降低 1000–2000mPa・s，负极每添加 10kg 水约降低 800–1500mPa・s（调节时需关注固含量变化，避免因浓度波动影响涂布面密度）；若怀疑分散不足，可适当提升超声功率或延长处理时间（需同步监测浆料温度，避免过热）；
- 粘度偏低处理：先核查固含量与细度，若无异常可让步出料，下一釜生产时重点检查捏合状态及超声波参数（如降低功率、缩短处理时间）是否异常。
小结
匀浆工艺的技术门道远不止于此，传统机械分散与超声波等新型分散技术的结合，正推动匀浆质量向更高精度发展。一篇短文难以尽述其详，希望今天的分享能帮你在晨会中精准说出 “我找到问题根源了”，而非只能尝试 “再调制一釜试错”。
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