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日本Primix开发出锂电池电极浆料生产装置

http://cn.newmaker.com 6/14/2007 2:32:00 PM 日经BP社

日本Primix宣布，开发出了可连续加工的锂离子充电电池电极浆料生产装置，并一直在开展该业务，准备向电池量产工厂供货。该装置最大的特点是可使电极材料所采用的活性物质、导电材料、溶媒以及黏合剂等在短时间内均匀分散。

此前，电极浆料的生产采用的是间歇式混合装置。此次的生产装置与间歇式混合装置相比，除可以生产品质稳定性高的浆料外，量产时还可大幅降低成本。目标是将其应用于正面向实用化而进行开发的混合动力车用锂电池等，非常重视安全性且需要大量生产的领域。

此次的生产装置是根据该公司1997年开发的高速旋转型混合装置“T.K.Filmix”而开发的。该装置的结构是在圆筒状容器中装入开有很多小孔的筒型旋转搅拌轮，然后使其高速旋转（图）。从容器下方将预混合过的电极材料以一定流速供给装置，电极材料在离心力作用下聚集在容器内壁和旋转搅拌轮之间，利用旋转搅拌轮旋周速度产生的剪切力（剪应力）使电极材料高速混合。这样，均匀分散的浆料便可连续从容器上部取出。混合时间（分散时间）仅30秒左右。而此前的间歇式混合装置需要3个小时左右。

新开发的装置除可以使电极材料均匀分散外，浆料的流动性也可通过控制旋转搅拌轮周速度和分散时间等参数进行控制。因此，可将流动性设定为,适合于在铜合金和铝合金等极板上进行狭缝挤压涂布（Slit Die Coating）浆料的流动性。具体来说，可设定为浆料的屈服点几乎不存在的状态。这样，便可以制造出在膜厚及涂布面积的大小方面误差较少的高品质电极板。

均匀混合提高导电性

实际上，已证实使用LiMn2O4（锰酸锂）、炭黑以及PVdF来制造电极浆料，电极材料可均匀分散。另外，新开发装置内的筒型旋转搅拌轮的周速度越高，炭黑等在活性物质之上分布得就越均匀，电阻就越低。具体来说，在分散时间为30秒的前提下，周速度为30m/s时、电阻为20.8Ω·m，周速度为40m/s、电阻为18.4Ω·m，周速度为50m/s时、电阻为16.4Ω·m，电阻越低，导电性越高。而利用原来的混合装置混合3小时后，电极材料的电阻高达30.6Ω·m。

电极浆料的流动性方面，筒型旋转搅拌轮的周速度越高粘度（B型粘度）就越低。具体来说，分散时间为30秒的前提下，周速度为30m/s时、粘度为9000mPa·s，周速度为40m/s时，粘度为7100 mPa·s，周速度为50m/s时、粘度为3200 mPa·s。而利用原来的混合装置混合3小时后粘度为3800 mPa·s，新开发的装置只需30秒即可达到相同粘度。

还可防止杂质混入

新开发的装置中，用来混合电极材料的容器的内径在数百毫米以内，比原来的混合装置要小得多。因此，容器和高速旋转的旋转搅拌轮可用较低价位的SiC材料替换。这样，便于防止金属粉末等杂质混入电极材料，同时可以减少电压下降以及内部短路现象的产生。原来的混合装置，大多采用容积高达400L的大容器，容器及搅拌用部件难以用金属以外的材料进行替换。

日本Primix计划在车载锂电池的生产等工序使用新开发的装置。还适用于使目前正在研发的正极材料磷酸铁锂(LiFePO4)与导电材料和黏合剂实现均匀分散。

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