锂电池涂料之混合问题

  　制作一个性能良好的锂电池，需要许多条件之配合，例如性能良好的配方，混料均匀合乎期待，涂布、干燥及后段加工亦皆为重点。

　　锂电池的涂布需要三方面，分别为阴性，阳性及隔离膜之涂布，本文仅讨论阴阳极的涂布。锂电池的阴阳极浆料，其成份相当复杂，如果涂料未能充分达成混料均匀的目标，则涂布出来的产品其质量绝对不能接受，所以顺利涂布的先决条件是在涂料进入狭缝式模具之前，其质量是稳定符合严格品保规范的。

　　锂电池阴阳极一般标准常用的成份，包括活性物质，石墨或碳黑，黏着剂和溶剂等，可以参考表1中之组成。由表1中各成份配出的阴阳极涂料，具有切变稀化及降服应力之流变特性，事实上此类含高比例不同颗粒之涂料，其配制路径不同，流变性质也不一致，因而造成产品之差异性。因此如不能解决配料次序及有效混料的问题，单纯考虑涂布是无意义的。

　　表一 锂电池阴阳及组成

　　对于复杂涂料之混合，日、美等公司提出许多先进之搅拌方式，如有同太阳自转及行星环绕兼自转等各种搅拌方式，可以参考表2所列，但其原理不明，搅拌过程复杂且价格不低，本实验室则自行建立了一套有效的混合方式。

　　表二 各种先进搅拌方式

　　从基础原理看来，一般搅拌槽呈圆柱形，如给予搅拌系统一圆柱坐标系统(r,θ, z)，只要确定搅拌时，在此三方向皆能进行有效之搅拌，则自然产生整体良好之搅拌效果，再加上因搅拌槽内壁或底部会有流动较慢之问题，适时将内壁附近之涂液刮除混入中心部分，则可完成有效的搅拌工作，此一系统之基本概念如图4所示，而实际设计制作出的搅拌系统，则如图5所示，搅拌成果良好，原需ball mill搅拌转动72小时之涂料，经此一3D搅拌器进行混料，仅90分钟即可达到相同之效果。

　　图4 搅拌系统概念图

　　图5 实际制作之搅拌系统

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