应用解码 | 莱驰助力纳米涂覆为锂电池护航

弗尔德(上海)仪器设备有限公司

2023/02/17 13:21

涂覆材料为锂电池保驾护航

随着动力电池隔膜行业的稳步发展，涂覆工艺在隔膜生产中的重要性也逐渐体现出来。涂覆本质上是一种改性手段，通过涂覆特定材料，改变基膜的性能，以此满足更加多元化的需求，使用涂覆工艺可以有效的增强隔膜的热稳定性和机械性能。涂覆颗粒包括有机和无机两大类，无机材料主要有勃姆石、氧化铝等，有机材料包含PVDF、芳纶等。涂覆材料关键性能指标与锂电池的安全性等息息相关。无机涂覆材料评判标准中，纯度、磁性异物、中位粒径等为核心指标，其中磁性异物的控制影响锂电池自放电现象发生的概率，与电池的安全性能相关联，而中位粒径决定电池的充放电效率。有机涂覆材料评判标准中，粒子的分子量分布、结晶度、机械性能以及磁性异物含量为核心指标。

纳米氧化铝是工业上常用的无机化工填料，有着比表面较大、孔隙率高、耐热性强、成型性好的特点，常被用于改善聚合物材料的力学性能及耐热性能。研究表明通过浸涂法涂覆，将氧化铝纳米颗粒涂覆在隔膜上，增强了电化学性能和长期稳定性。

如何进行纳米涂覆颗粒的实验室制备？

纳米颗粒制备方法本质上来说有两种，一种是化学制备法，即“自下而上”的制备方法，需要合成单分子然后生成纳米颗粒，如化学气相法、化学液相法、溶胶凝胶法、超声化学法等；另一种就是“自上而下”的制备方法，采用机械方法将宏观大颗粒研磨粉碎成纳米颗粒，主要是机械球磨法。相对来说，机械球磨法工艺简单，成本低，效率高，因此常使用机械球磨法进行纳米材料制备。以下将以纳米氧化铝材料为例为大家带来不同原理球磨仪在研磨中的实际应用。

纳米氧化铝制样实例

方案一：MM500nano高能振荡撞击式球磨仪

样品：30g；
原始粒径：10μm左右；
配置：MM500nano高能振荡撞击式球磨仪，125mL氧化锆研磨+100μm氧化锆研磨球+六偏磷酸钠；
结果
D90=200.2 nm, D50=122.9 nm, D10=75.5 nm;【60min研磨结果】
D90=140.4 nm, D50=93.4 nm, D10=66.8 nm;【120min研磨结果】

方案二：EMAX高能球磨仪

样品：10g；
配置：Emax高能水冷球磨仪，50mL氧化锆研磨罐+100μm氧化锆研磨球+六偏磷酸钠；
D90=1.3μm, D50=0.6μm, D10=0.4μm;【研磨前样品】
D90=87 nm, D50=68 nm, D10=57 nm;【30min研磨结果】

方案三：PM行星式球磨仪

配置：PM100，50mL氧化锆研磨罐+1mm氧化锆研磨球+六偏磷酸钠；
最大颗粒300μm【研磨前样品】
D50=200 nm【60min研磨结果】
D50=100 nm【240min研磨结果】

配置：PM100，50mL氧化锆研磨罐+1mm氧化锆研磨球+100μm氧化锆研磨球+六偏磷酸钠+H₂0；
最大颗粒300μm【研磨前样品】
D50=76nm【60min 1mm氧化锆研磨球+180min 100μm 氧化锆研磨球研磨结果】

Tips

实用制样小结

总而言之，锂电池涂覆材料的纳米研磨需要高性能的球磨仪来实现，莱驰作为样品前处理的第一品牌，拥有全球最好最全的高能球磨仪系列：PM系列行星式球磨仪、Emax高能水冷球磨仪、MM500高能振荡式球磨仪，客户可以根据样品的性质、处理量、温敏性以及仪器的预算选择使用。另外，纳米研磨都是湿磨，通常使用氧化锆材质的研磨罐研磨球，一般还需要使用适合的分散剂分散纳米颗粒。

弗尔德（上海）仪器设备有限公司隶属全球技术领先者-弗尔德集团旗下，提供最先进的样品处理与分析设备及解决方案。

旗下五大品牌：德国Retsch（莱驰）粉碎、研磨、筛分设备，德国Microtrac MRB（麦奇克莱驰）多功能粒度粒形分析仪，Carbolite•Gero（卡博莱特•盖罗）烘箱、高温烘箱、箱式马弗炉、灰化炉、管式马弗炉、气氛马弗炉、真空马弗炉、高温马弗炉及工业定制炉，Eltra（埃尔特）碳/氢/氧/氮/硫元素分析仪，QATM（奥德镁）切割机、镶嵌机、磨抛机、硬度计。

服务于全球无数实验室、制造商和科研机构，是客户最忠实的合作伙伴。弗尔德致力于和客户共同进步成长，为客户提供有效可靠的产品、流程和工艺方法，使其能够更安全、更高效、更持久地发展业务。我们希望通过不懈努力，不断推动技术进步，使世界变得更加健康和安全。

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