哈克流变仪在锂电池行业相关材料中的应用课件.ppt

1、1锂电子二次电池是当前最具有前景的电化学能源体系之一，随着新能源汽车的普及，以及大家对便携式能量存储设备的使用日益增加，由此提出了对锂电池性能不断提高的要求，比如电池容量，安全性能，使用寿命，对环境影响等，从而引发了对于锂电池材料开发及电化学性能的研究。新材料的开发、充电/ 放电机制的研究、甚至是电池生产中对电池材料的质量控制都离不开对电池材料的分析。锂电池简介2旋转流变仪在锂电行业相关材料的应用简介旋转流变仪在锂电池行业有着重要的应用，尤其是在合浆过程中对于正负极浆料流变性能的确定及配方、工艺的优化有着重要的指导意义。例如，可以通过测试正负极浆料的屈服应力来评价沉降性能；可以通过测试零切粘度

2、来评价样品的储存及运输稳定性及分散性能；可以通过测试高剪切速率下的粘度来评价样品的施工性能及搅拌生产中的性能；可以通过测试样品触变性来评价其流平性能等。以及对作为隔膜材料的聚合物类样品进行全面分析表征。或者使用哈克转矩流变仪进行加工相关研究的测试。HAAKEMARS 40/60HAAKEViscotester iQProcess 113锂电池浆料l锂离子电池的制备工艺：合浆、涂膜、烘干、辊压、分切、组装等。最初的电池浆料的质量将影响后序所制备电池的性能（如内阻和循环性能等）。锂离子电池浆料是由活性物质（正负极材料）、黏结剂、导电剂等，通过搅拌的方式均匀分散于溶剂中制备而成的。l粘度是影响锂离子

3、电池浆料的重要因素之一，它不但影响浆料的流动性能，而且黏度的一致性和高低同样会影响后序涂布的均匀性和涂布效率。l超低剪切速率区间黏度曲线可定性考察样品的稳定性、是否易沉降、分层等性质。l触变性实验可以评估浆料的流平性能。l高速搅拌下的粘度测试，则可以表征浆料在釜内的情况。l赛默飞哈克流变仪可以向用户提供上述分析测试完备的整体解决方案 4流动曲线粘度（高剪切）不同温度，不同搅拌速度下浆料的性能会有不同的变化，从而可以监控样品在生产过程中的情况。赛默飞哈克流变仪可实现最高4500RPM的转速。5流动曲线粘度正、负极样品的流动曲线粘度随剪切速率变化的曲线可表征浆料的流动能力。6流动曲线屈服应力屈服应

4、力屈服应力的测试可以评价浆料的沉降稳定性，泵送性能等等。7三段式测试破坏与恢复触变性 三段式测试正极负极浆料受到剪切破坏后结构恢复速度的快慢会直接决定其适用性8低速剪切样品储存及运输稳定性低剪切速率下粘度越高，浆料的储存和运输稳定性越高9低速剪切样品储存及运输稳定性通过长时间监控粘度变化的实验可直接表征浆料的长期稳定性10聚合物（隔膜材料）分析表征及加工聚合物（隔膜材料）分析表征及加工11锂电池隔膜材料l 锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。l 一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜l 具有足够的力学性能，包括穿刺强度、拉伸强度等，厚度要求均匀l 热稳定性能要好l 常用的隔膜有聚丙烯(PP)

5、和聚乙烯(PE)微孔隔膜，以及丙烯与乙烯的共聚物、 聚乙烯均聚物等l 赛默飞哈克流变仪针对此类聚合物样品的基本流变（力学） 表征，拉伸性能， 及其它复杂测试提供完整解决方案，从加工到表征。12零切粘度分子量高剪切速率数据加工参数，挤出，注塑zero shear viscosity, 0 转变点分子量分布shear thinningtransition基本流变性能表征13交点Cross over frequency Gc fc窄分布宽分布高 Mw低 Mw交点位置可以确定分子量和分子分布流变测试是确定新聚合物配方及质控的关键测试因素聚合物分子量分析及调控配方14Tg at 107 C粘性模量的最大

6、粘性模量的最大值对应值对应的温度代表其玻璃化的温度代表其玻璃化转变转变温度温度动态热机械力学性能及玻璃化转变15热稳定性16聚合物的降解研究0. 010. 101. 0010. 00100. 001000. 00 i n rad/ s1001000100001000001000000G in P a ,G in P a100100010000100000| *| in P a sHAAKE RheoW i n 4. 30. 0009 Pol ybut adi ene O sc. Freq. Sw eep C D G = f ( )G = f ( )| *| = f ( )30313233343

7、5363738 i n rad/ s23000235002400024500250002550026000G in P a ,G in P aHAAKE RheoW i n 4. 30. 0009 Time dependent degradation60 min: PI = 4.206Time G”Gc5G10PI多分散指数, PI:Gc is the cross over modulus 5 min: PI = 3.89630 min: PI = 4.00617SER (Sentmanat Extensional Rheology)拉伸作用主导的流动，例如，吹膜过程聚合物熔体和薄膜的拉伸性能SER18材料物性表征部(MC) 聚合物检测和加工试验仪器一览 聚合物加工聚合物加工和和测试产品的市场领导者测试产品的市场领导者HAAKEPolyLab OS转矩流变仪Process 11袖珍型同向旋转平行双螺杆挤出机HAAKEMiniJet Pro微型注射成型仪HAAKE MARS旋转流变仪HAAKEVisicotester iQ质控流变仪 New