磷酸铁锂匀浆和极片工艺探析-北极星储能网

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编者按：困扰磷酸铁锂LFP一致性的问题，除了LFP材料批次一致性比较差以外，磷酸铁锂电池生产过程中的一致性问题也很突出，造成LFP电池一致性差的主要原因在于LFP材料涂布困难和电池生产设备精度控制两个方面。

困扰LFP一致性的问题，除了磷酸铁锂材料批次一致性比较差以外，LFP电池生产过程中的一致性问题也很突出，造成LFP电池一致性差的主要原因在于LFP材料涂布困难和电池生产设备精度控制两个方面。

LFP为了克服自身电导差的问题，而不得不减小粒径到纳米级并且包碳，而纳米材料由于大的比表面能而使得其团聚问题非常严重，严重影响涂布的一致性和操作性。在涂布过程中具体表现为LFP材料分散性较差而导致涂布不均匀团聚严重，极片干燥较困难，粘结剂粘接性能较差，制备的电极片柔韧性较差等问题。电极涂布的一致性又影响到最后生产的电池的一致性。

在极片生产工艺中，首先遇到的是匀浆过程中材料的分散性问题。纳米L F P 分散困难，不能简单地靠增加搅拌速度来解决，超声波辅助分散有助于改善浆料的均匀性。在匀浆过程中加以少量的纳米碳管(CNT)或者碳纤维(VGCF)，可以改善涂布的均匀性。这个措施还可以改善粘结效果，从而提高极片的柔韧性和强度，在电化学性能上表现为极化降低，循环性和倍率性能都有一定程度的提升。但是，使用CNT和VGCF需要一定的技术积累，而且会造成电芯成本的上升，笔者个人认为并没有特别的必要。

此外，纳米LFP使用连续式的匀浆工艺，对改善涂布一致性也是有效果的。除了以上的这些措施，笔者这里要强调的是，动力型纳米LFP电极的涂布必须配合碳涂覆铝箔才能达到理想的效果，该工艺对减小电池内阻，提升倍率性能，尤其是高温下的循环及储存性能比较显着。

这项技术最早是A123联合汉高发展起来的，国内电芯厂必须自己制备碳涂覆铝箔才能控制好电极质量和整体成本，但由于种种原因这项技术在国内一直没有很好地发展起来。碳涂覆铝箔在技术上并不是很复杂，有一定技术力量的电芯厂完全可以攻克，这个就需要有一个集LFP材料生产和电芯制作的大型公司才能有足够的动力和实力来攻克并运用这项关键技术。

笔者相信LFP涂布和电池组装的一致性，是可以通过改进匀浆和涂布工艺，提高设备的自动化程度和精度来改善的。只不过，这些技术进步需要较长时间的积累和沉淀，以中国目前的锂离子电池生产整体装备和工艺水平而言，短时间内还难以完全解决。一个例子就是，A123数年前生产的26650电芯，直到现在仍然还是国内众多LFP动力电池厂家做benchmarking的参照标准，足可见技术水平上的差距。

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