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通過流變特性表征漿料的儲存穩(wěn)定性

更新時間:2020-06-22      點(diǎn)擊次數(shù):1819


電池漿料在儲存過程中,漿料中的顆粒只受到重力的作用,剪切速率非常低,通常的剪切速率范圍是10
-6s-1到10-2s-1。在儲存過程中,低剪切速率范圍內(nèi)的剪切粘度越大,漿料就越穩(wěn)定??梢酝ㄟ^剪切粘度隨時間的關(guān)系表征電池漿料的沉降性能。

圖1是負(fù)極電池漿料在低剪切速率0.1s-1下的剪切粘度隨時間的變化關(guān)系。可以看出,負(fù)極漿料的剪切粘度隨儲存時間增加而減小,在儲存3小時18分鐘后,剪切粘度由9.68Pa.s減小到7.215Pa.s,減小了25%,說明負(fù)極漿料在緩慢沉降。


圖1 負(fù)極電池漿料的剪切粘度隨時間的變化,剪切速率為0.1s-1

圖2是負(fù)極電池漿料在儲存了72小時前后剪切粘度曲線對比,可以明顯看出儲存了72小時后,在測試的剪切速率范圍內(nèi)剪切粘度都有明顯下降,說明漿料沉降非常嚴(yán)重。


圖2 負(fù)極電池漿料儲存時間對剪切粘度的影響

羥甲基纖維素鈉(CMC)是電池漿料配方中常用的助劑,主要起增稠作用,用于懸浮固體顆粒,阻止沉降,提供儲存穩(wěn)定性。羥甲基纖維素鈉(CMC)溶液需要在低剪切速率范圍內(nèi)具有高粘度,有助于懸浮固體顆粒,降低顆粒的沉降速率。但是在高剪切速率范圍下,需要有較小的剪切粘度,便于涂布。


圖3 CMC溶液的剪切粘度曲線

圖3是3%濃度的羥甲基纖維素鈉(CMC)溶液的剪切粘度曲線,可以看出羥甲基纖維素鈉(CMC)的懸浮能力。固體顆粒在連續(xù)相中的沉降速率可以通過修正的Stokes方程預(yù)測:


v: 顆粒沉降速度

△ρ:分散相與連續(xù)相的密度差

g: 重力加速度

a:固體顆粒直徑

η:連續(xù)相剪切粘度

Φ:固體顆粒的體積分?jǐn)?shù)

 

 

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