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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 點擊次數(shù)：1998

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。可以通過剪切粘度隨時間的關系表征電池漿料的沉降性能。

圖1是負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系。可以看出，負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%，說明負極漿料在緩慢沉降。

圖1 負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重。

圖2 負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：固體顆粒的體積分數(shù)

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