锂电池制浆搅拌工艺简析

搅拌作为锂电池生产的首道工序，起着至关重要的作用。搅拌是将活性物质粉体、黏结剂、导电剂等和溶剂按照一定顺序和条件混合均匀制成稳定悬浮液的过程。

一、锂电制浆搅拌工序

制浆是锂电池生产的首道工序和核心环节，也是后续涂布、辊压等工序高质量完成的必要条件，其工艺流程是将电池活性材料、导电剂和高分子粘结剂等多种粉料相互混合、溶解、分散在溶剂中形成均匀稳定的悬浮体系，制备的成品浆料用于极片涂布工序。浆料的品质（均匀性、稳定性、一致性等）对锂电池产品的内阻、容量、循环寿命、倍率、一致性以及良品率起着决定性作用，对锂电池产品性能的影响占比高达 50%。

锂电池制浆过程是将多种不同比重、不同粒度和不同表面性质的粉料及高分子粘结剂同时分散均匀，需要解决不同微纳米材料的团聚特性、粉料与溶剂的极性差异、高分子粘结剂的空间分配等问题，使多种微纳米颗粒、高分子链和溶剂之间的范德华力、静电斥力等相互作用达到稳定状态，对制浆设备的分散效果和效率、工艺能力要求极高。同时，制浆系统还需要兼顾能耗、稳定性、操作维护便利性、占地空间、成本等因素。

二、锂电搅拌工艺分类

目前锂电行业常用的搅拌工艺有两大类，分别称为湿法工艺和干法工艺，其区别主要在于搅拌前期浆料固含量的高低，湿法工艺前期的浆料固含量较低，而干法工艺前期的浆料固含量较高。这两类制浆工艺的典型工艺流程如图所示。

1、干法搅拌制浆工艺

干法搅拌的工艺流程是先将活物质、导电剂等粉末物质进行预混合，之后加入部分黏结剂溶液或溶剂，进行高固含量高黏度状态下的搅拌（捏合），然后逐步加入剩余的黏结剂溶液或溶剂进行稀释和分散，再加入适量溶剂进行黏度的调整以适合涂布。干法制浆工艺的特点是制浆前期要在高固含量、高黏度状态下进行混合分散（捏合），此时物料处于黏稠的泥浆状，搅拌桨施加的机械力很强，同时颗粒之间也会有很强的内摩擦力，能够显著促进颗粒的润湿和分散，达到较高的分散程度。因此，干法制浆工艺能够缩短制浆时间，且得到的浆料黏度较低，与湿法制浆工艺相比可以得到更高固含量的浆料。但干法制浆工艺中物料的理想状态较难把控，当原材料的粒径、比表面积等物性发生变化时，需要调整中间过程的固含量等工艺参数才能达到理想的分散状态，会影响到生产效率和批次间的一致性。

2、湿法搅拌制浆工艺

湿法搅拌的工艺流程是先将导电剂和黏结剂进行混合搅拌，充分分散后再加入活性物质进行充分的搅拌分散，再加入适量溶剂进行黏度的调整以适合涂布。黏结剂的状态主要有粉末状和溶液状，先将黏结剂制成胶液有利于黏结剂的作用发挥，但也有公司直接采用粉末状的黏结剂。需要指出的是当黏结剂的分子量大且颗粒较大时，黏结剂的溶解需要较长的时间，先将黏结剂制成胶液是必要的。