涂覆材料為鋰電池保駕護(hù)航
隨著動(dòng)力電池隔膜行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展,涂覆工藝在隔膜生產(chǎn)中的重要性也逐漸體現(xiàn)出來。涂覆本質(zhì)上是一種改性手段,通過涂覆特定材料,改變基膜的性能,以此滿足更加多元化的需求,使用涂覆工藝可以有效的增強(qiáng)隔膜的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能。涂覆顆粒包括有機(jī)和無機(jī)兩大類,無機(jī)材料主要有勃姆石、氧化鋁等,有機(jī)材料包含PVDF、芳綸等。涂覆材料關(guān)鍵性能指標(biāo)與鋰電池的安全性等息息相關(guān)。無機(jī)涂覆材料評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)中,純度、磁性異物、中位粒徑等為核心指標(biāo),其中磁性異物的控制影響鋰電池自放電現(xiàn)象發(fā)生的概率,與電池的安全性能相關(guān)聯(lián),而中位粒徑?jīng)Q定電池的充放電效率。有機(jī)涂覆材料評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)中, 粒子的分子量分布、結(jié)晶度、機(jī)械性能以及磁性異物含量為核心指標(biāo)。
納米氧化鋁是工業(yè)上常用的無機(jī)化工填料,有著比表面較大、孔隙率高、耐熱性強(qiáng)、成型性好的特點(diǎn),常被用于改善聚合物材料的力學(xué)性能及耐熱性能。研究表明通過浸涂法涂覆,將氧化鋁納米顆粒涂覆在隔膜上,增強(qiáng)了電化學(xué)性能和長期穩(wěn)定性。
如何進(jìn)行納米涂覆顆粒的實(shí)驗(yàn)室制備?
納米顆粒制備方法本質(zhì)上來說有兩種,一種是化學(xué)制備法,即“自下而上”的制備方法,需要合成單分子然后生成納米顆粒,如化學(xué)氣相法、化學(xué)液相法、溶膠凝膠法、超聲化學(xué)法等;另一種就是“自上而下”的制備方法,采用機(jī)械方法將宏觀大顆粒研磨粉碎成納米顆粒,主要是機(jī)械球磨法。相對(duì)來說,機(jī)械球磨法工藝簡單,成本低,效率高,因此常使用機(jī)械球磨法進(jìn)行納米材料制備。以下將以納米氧化鋁材料為例為大家?guī)聿煌砬蚰x在研磨中的實(shí)際應(yīng)用。
納米氧化鋁制樣實(shí)例
方案一:MM500nano高能振蕩撞擊式球磨儀
樣品:30g;
原始粒徑:10μm左右;
配置:MM500nano高能振蕩撞擊式球磨儀,125mL氧化鋯研磨+100μm氧化鋯研磨球+六偏磷酸鈉;
結(jié)果
D90=200.2 nm, D50=122.9 nm, D10=75.5 nm;【60min研磨結(jié)果】
D90=140.4 nm, D50=93.4 nm, D10=66.8 nm;【120min研磨結(jié)果】
方案二:EMAX高能球磨儀
樣品:10g;
配置:Emax高能水冷球磨儀,50mL氧化鋯研磨罐+100μm氧化鋯研磨球+六偏磷酸鈉;
D90=1.3μm, D50=0.6μm, D10=0.4μm;【研磨前樣品】
D90=87 nm, D50=68 nm, D10=57 nm;【30min研磨結(jié)果】
方案三:PM行星式球磨儀
配置:PM100,50mL氧化鋯研磨罐+1mm氧化鋯研磨球+六偏磷酸鈉;
最大顆粒300μm【研磨前樣品】
D50=200 nm【60min研磨結(jié)果】
D50=100 nm【240min研磨結(jié)果】
配置:PM100,50mL氧化鋯研磨罐+1mm氧化鋯研磨球+100μm氧化鋯研磨球+六偏磷酸鈉+H20;
最大顆粒300μm【研磨前樣品】
D50=76nm【60min 1mm氧化鋯研磨球+180min 100μm 氧化鋯研磨球研磨結(jié)果】
Tips實(shí)用制樣小結(jié)
總而言之,鋰電池涂覆材料的納米研磨需要高性能的球磨儀來實(shí)現(xiàn),萊馳作為樣品前處理的第一品牌,擁有全球最好最全的高能球磨儀系列:PM系列行星式球磨儀、Emax高能水冷球磨儀、MM500高能振蕩式球磨儀,客戶可以根據(jù)樣品的性質(zhì)、處理量、溫敏性以及儀器的預(yù)算選擇使用。另外,納米研磨都是濕磨,通常使用氧化鋯材質(zhì)的研磨罐研磨球,一般還需要使用適合的分散劑分散納米顆粒。
弗爾德(上海)儀器設(shè)備有限公司隸屬全球技術(shù)領(lǐng)先者-弗爾德集團(tuán)旗下,提供最先進(jìn)的樣品處理與分析設(shè)備及解決方案。
旗下五大品牌:德國Retsch(萊馳)粉碎、研磨、篩分設(shè)備,德國Microtrac MRB(麥奇克萊馳)多功能粒度粒形分析儀,Carbolite?Gero(卡博萊特?蓋羅)烘箱、高溫烘箱、箱式馬弗爐、灰化爐、管式馬弗爐、氣氛馬弗爐、真空馬弗爐、高溫馬弗爐及工業(yè)定制爐,Eltra(埃爾特)碳/氫/氧/氮/硫元素分析儀,QATM(奧德鎂)切割機(jī)、鑲嵌機(jī)、磨拋機(jī)、硬度計(jì)。
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