鋰電池制漿攪拌工藝簡析

攪拌作為鋰電池生產的首道工序，起著至關重要的作用。攪拌是將活性物質粉體、黏結劑、導電劑等和溶劑按照一定順序和條件混合均勻制成穩定懸浮液的過程。

一、鋰電制漿攪拌工序

制漿是鋰電池生產的首道工序和核心環節，也是后續涂布、輥壓等工序高質量完成的必要條件，其工藝流程是將電池活性材料、導電劑和高分子粘結劑等多種粉料相互混合、溶解、分散在溶劑中形成均勻穩定的懸浮體系，制備的成品漿料用于極片涂布工序。漿料的品質（均勻性、穩定性、一致性等）對鋰電池產品的內阻、容量、循環壽命、倍率、一致性以及良品率起著決定性作用，對鋰電池產品性能的影響占比高達 50%。

鋰電池制漿過程是將多種不同比重、不同粒度和不同表面性質的粉料及高分子粘結劑同時分散均勻，需要解決不同微納米材料的團聚特性、粉料與溶劑的極性差異、高分子粘結劑的空間分配等問題，使多種微納米顆粒、高分子鏈和溶劑之間的范德華力、靜電斥力等相互作用達到穩定狀態，對制漿設備的分散效果和效率、工藝能力要求極高。同時，制漿系統還需要兼顧能耗、穩定性、操作維護便利性、占地空間、成本等因素。

二、鋰電攪拌工藝分類

目前鋰電行業常用的攪拌工藝有兩大類，分別稱為濕法工藝和干法工藝，其區別主要在于攪拌前期漿料固含量的高低，濕法工藝前期的漿料固含量較低，而干法工藝前期的漿料固含量較高。這兩類制漿工藝的典型工藝流程如圖所示。

1、干法攪拌制漿工藝

干法攪拌的工藝流程是先將活物質、導電劑等粉末物質進行預混合，之后加入部分黏結劑溶液或溶劑，進行高固含量高黏度狀態下的攪拌（捏合），然后逐步加入剩余的黏結劑溶液或溶劑進行稀釋和分散，再加入適量溶劑進行黏度的調整以適合涂布。干法制漿工藝的特點是制漿前期要在高固含量、高黏度狀態下進行混合分散（捏合），此時物料處于黏稠的泥漿狀，攪拌槳施加的機械力很強，同時顆粒之間也會有很強的內摩擦力，能夠顯著促進顆粒的潤濕和分散，達到較高的分散程度。因此，干法制漿工藝能夠縮短制漿時間，且得到的漿料黏度較低，與濕法制漿工藝相比可以得到更高固含量的漿料。但干法制漿工藝中物料的理想狀態較難把控，當原材料的粒徑、比表面積等物性發生變化時，需要調整中間過程的固含量等工藝參數才能達到理想的分散狀態，會影響到生產效率和批次間的一致性。

2、濕法攪拌制漿工藝

濕法攪拌的工藝流程是先將導電劑和黏結劑進行混合攪拌，充分分散后再加入活性物質進行充分的攪拌分散，再加入適量溶劑進行黏度的調整以適合涂布。黏結劑的狀態主要有粉末狀和溶液狀，先將黏結劑制成膠液有利于黏結劑的作用發揮，但也有公司直接采用粉末狀的黏結劑。需要指出的是當黏結劑的分子量大且顆粒較大時，黏結劑的溶解需要較長的時間，先將黏結劑制成膠液是必要的。