超声波锂电池正极分散

超声波锂电池正极分散

在锂离子电池的生产进程中，正极分散剂发挥着关键作用，其类别多样，不同类型凭借独特官能团影响着电池浆料特性与电池性能。

为提升锂离子电池正极材料的导电性，纳米化与碳包覆是常用手段，然而这却易引发严重的团聚问题，极大地干扰浆料加工性能与电池最终性能。此时，分散剂便成为改善正极浆料分散性、优化电池性能的得力助手，它能降低颗粒间吸引力，提升浆料均匀性与稳定性，进而增强电池电化学性能。

从官能团角度划分，分散剂主要有以下几类。羧酸类分散剂以其含有的羧酸基官能团为特色，可与金属离子形成配位键，吸附于正极材料表面，产生静电斥力，有效防止颗粒团聚，像聚丙烯酸便是典型代表，羧酸基团能参与正极中的阳离子相关进程 。磺酸类分散剂凭借强酸性的磺酸官能团，在水中易解离，可提供强大的静电斥力，特别适用于水性浆料体系。胺类分散剂的胺类官能团可充当自由基清除剂，保护正极材料免受自由基降解，例如含 – NH₂基团的聚乙烯亚胺就能发挥此作用。含氮杂环类分散剂里，常见的聚乙烯吡咯烷酮含有吡咯烷酮环，借助空间位阻和氢键作用实现稳定分散。纤维素类分散剂中的羧甲基纤维素是水溶性聚合物，通过分子链上的羧甲基官能团，在水中形成带负电荷的胶体粒子以达成分散效果。

在锂电池正极材料制备中，超声波技术与分散剂的协同使用愈发受到关注。超声波能够凭借其产生的空化效应、机械效应等，助力分散剂更好地发挥作用，增强对正极材料的分散效果。比如在制备过程中，超声波可促使分散剂更均匀地吸附在材料表面，进一步降低颗粒团聚可能性，提升浆料质量。

选择分散剂时，需综合考量正极材料性质、溶剂类型以及浆料制备工艺等要素 。不同的正极材料适合的分散剂不同，例如磷酸铁锂类正极浆料，因其分散难度大、高固含下浆料粘度过高、涂布效果差等问题，就需要特定的分散剂，如包含聚磷酸酯、含氮杂环的聚酯和含芳香基的酰胺类化合物的分散剂。其中聚磷酸酯的磷酸根基团锚定磷酸铁锂表面碳未包裹完全部分，含氮杂环锚定碳包覆层，聚酯降低界面能防止团聚；含芳香基的酰胺类化合物中酰胺基团起锚定作用，芳香基提供空间位阻，共同实现对磷酸铁锂类正极材料的有效分散 。

不同种类的正极分散剂各有千秋，在实际的锂电池生产中，需依据具体的生产工艺、浆料体系以及对电池性能的要求，审慎挑选适宜的分散剂，以此来确保锂电池具备优良的性能和稳定的品质。

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