一种锂离子电池浆料均匀性的评估方法及取样器与流程

1.本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种锂离子电池浆料均匀性的评估方法及取样器。


背景技术：

2.正负极极片作为锂离子电池的重要组成部分，直接影响电池的性能。而极片的制作工序主要分为搅拌、涂布、辊压和分切。其中，搅拌工序是将活性物质、粘结剂、导电剂、添加剂在溶剂中均匀混合制备浆料，而浆料的均匀性直接影响极片的面密度、涂布均匀性以及极片的质量。若浆料不均匀，甚至会导致涂布漏箔，影响电池的安全性能。
3.现有技术评估工业化搅拌工序浆料的均匀性主要通过单釜取样，测试浆料的固含量、粘度及颗粒度。但固含量的测试只能测出浆料内固体含量，粘度测试只能说明浆料的流动性以及涂布效果，颗粒度测试只能证明浆料内是否有团聚未分散开的大颗粒。以上3种测试指标均不能直接证明活性材料、导电剂、粘结剂在搅拌釜内均匀分布且没有团聚现象，另因电池浆料具有沉降分层特性，现有技术通过单点取样不能准确评估搅拌釜内上、中、下层浆料的一致性，因此本发明提出一种锂离子电池浆料均匀性的评估方法。
4.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的第一目的在于提供一种锂离子电池浆料均匀性的评估方法，所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，能够直接反应浆料中固液混合的均匀程度。
6.本发明的第二目的在于提供一种取样器，所述的取样器，能够精准的取到反应釜中各种不同位置的待测浆料，能够提高浆料均匀性评估的准确度。
7.为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
8.一种锂离子电池浆料均匀性的评估方法，包括以下步骤：
9.获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料，检测若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度，计算所述待测锂离子电池浆料的平均密度；根据所述平均密度计算密度标准差；根据理论密度和所述密度标准差计算获得标准密度区间；
10.若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度全部落入所述标准密度区间内，则判断所述锂离子电池浆料均匀；
11.若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度，其中至少一个位点的密度落入所述标准密度区间外，则判断所述锂离子电池浆料不均匀。
12.所述的方法，通过检测反应釜中不同位置的浆料的密度，进而计算得到密度标准差，判断多个不同位点的浆料的密度是否落入标准密度区间，从而评估浆料的均匀性，避免现有技术存在不能直接反应浆料的固液混合均匀程度的缺陷。
13.优选地，所述标准密度区间的上限值的计算公式为：
14.标准密度区间上限值＝理论密度+密度标准差
×
3。
15.优选地，所述所述标准密度区间的下限值的计算公式为：
16.标准密度区间下限值＝理论密度-密度标准差
×
3。
17.优选地，所述锂离子电池浆料进行真空除泡、慢搅拌、行星搅拌和静置后，得到所述待测锂离子电池浆料。
18.优选地，所述慢搅拌的速度为5～10r/min。
19.优选地，所述慢搅拌的时间为25～35min。
20.优选地，所述静置的时间为30～90s。
21.优选地，所述平均密度的计算公式为：
[0022][0023]
其中，为平均密度；n为取样点个数；ρi为每个取样点的密度值。
[0024]
优选地，所述密度标准差的计算公式为：
[0025][0026]
其中，σ为密度标准差；n为取样点个数；ρi为每个取样点的密度值；
[0027]
为平均密度。
[0028]
一种取样器，供所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料时使用，包括：摇杆、升降杆、齿轮、j型刻度杆、比重杯、杯盖托、杯盖、杯托、杯托杆和螺栓；
[0029]
其中，所述升降杆贯穿所述j型刻度杆的竖直杆；所述齿轮与所述竖直杆上端设置的滑道相配合，控制所述升降杆上下移动；所述摇杆设置在所述j型刻度杆的竖直杆外壁上，控制所述齿轮进行转动；所述杯盖托通过所述螺栓与所述j型刻度杆的水平杆活动连接；通过所述升降杆的上下移动控制所述杯盖的开合；
[0030]
所述杯托通过所述杯托杆与所述j型刻度杆的水平杆固定连接；所述杯托用于放置所述比重杯；所述杯盖托与所述杯托对应设置。
[0031]
所述的取样器，供所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料时使用，能够精准的取到反应釜中各种不同位置的待测浆料，能够提高浆料均匀性评估的准确度。
[0032]
优选地，所述取样器还包括手柄。
[0033]
优选地，所述手柄与所述j型刻度杆的竖直杆连接。
[0034]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0035]
(1)本发明提供的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，通过检测反应釜中不同位置的浆料的密度，进而计算得到密度标准差，判断多个不同位点的浆料的密度是否落入标准密度区间，从而评估浆料的均匀性，避免现有技术存在不能直接反应浆料的固液混合均匀程度的缺陷。
[0036]
(2)本发明提供的取样器，供所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法获取反应
釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料时使用，能够精准的取到反应釜中各种不同位置的待测浆料，能够提高浆料均匀性评估的准确度。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]
图1为本发明提供的取样器的主视图；
[0039]
图2为本发明提供的取样器的立体结构示意图。
[0040]
附图标记：
[0041]
1-手柄、2-摇杆、3-升降杆、4-齿轮、5-j型刻度杆、6-比重杯、7-杯盖托、8-杯盖、9-杯托、10-杯托杆、11-螺栓、12-滑道。
具体实施方式
[0042]
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0043]
一种锂离子电池浆料均匀性的评估方法，包括以下步骤：
[0044]
获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料，检测若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度，计算所述待测锂离子电池浆料的平均密度；根据所述平均密度计算密度标准差；根据理论密度和所述密度标准差计算获得标准密度区间；
[0045]
若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度全部落入所述标准密度区间内，包括标准密度区间的端点值，则判断所述锂离子电池浆料均匀；
[0046]
若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度，其中至少一个位点的密度落入所述标准密度区间外，则判断所述锂离子电池浆料不均匀。
[0047]
目前常规电池浆料只测单釜的固含量、粘度及颗粒度，但固含量的测试只能测出浆料内整体固体含量，粘度测试只能说明浆料的流动性以及涂布效果，颗粒度测试只能证明浆料内是否有团聚未分散开的大颗粒。以上3种测试指标均不能直接证明活性材料、导电剂、粘结剂在搅拌釜内均匀分布且没有团聚现象。
[0048]
所述的方法通过检测反应釜中不同位置的浆料的密度，进而计算得到密度标准差，判断多个不同位点的浆料的密度是否落入标准密度区间，从而评估浆料的均匀性，避免现有技术存在不能直接反应浆料的固液混合均匀程度的缺陷。
[0049]
理论密度指产品的标准密度值。
[0050]
优选地，所述锂离子电池浆料进行真空除泡、慢搅拌、行星搅拌和静置后，得到所述待测锂离子电池浆料。
[0051]
优选地，所述慢搅拌的速度为5～10r/min。
[0052]
在一些具体的实施方式中，所述慢搅拌的速度例如可以为，但不限于5r/min、6r/min、7r/min、8r/min、9r/min或10r/min。
[0053]
优选地，所述慢搅拌的时间为25～35min。
[0054]
在一些具体的实施方式中，所述慢搅拌的时间例如可以为，但不限于25min、27min、29min、31min、33min或35min。
[0055]
优选地，所述静置的时间为30～90s。
[0056]
在一些具体的实施方式中，所述静置的时间例如可以为，但不限于30s、40s、50s、60s、70s、80s或90s。
[0057]
优选地，所述平均密度的计算公式为：
[0058][0059]
其中，为平均密度；n为取样点个数；ρi为每个取样点的密度值。
[0060]
优选地，所述密度标准差的计算公式为：
[0061][0062]
其中，σ为密度标准差；n为取样点个数；ρi为每个取样点的密度值；为平均密度。
[0063]
一种取样器，供所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料时使用，包括：摇杆2、升降杆3、齿轮4、j型刻度杆5、比重杯6、杯盖托7、杯盖8、杯托9、杯托杆10和螺栓11；
[0064]
其中，所述升降杆3贯穿所述j型刻度杆5的竖直杆；所述齿轮4与所述竖直杆上端设置的滑道12相配合，控制所述升降杆3上下移动；所述摇杆2设置在所述j型刻度杆5的竖直杆外壁上，控制所述齿轮4进行转动；所述杯盖托7通过所述螺栓11与所述j型刻度杆5的水平杆活动连接；所述杯盖托7远离所述杯盖8的一端与所述升降杆3的下端相接触；通过所述升降杆3的上下移动控制所述杯盖8的开合；
[0065]
所述杯托9通过所述杯托杆10与所述j型刻度杆5的水平杆固定连接；所述杯托9用于放置所述比重杯6；所述杯盖托7与所述杯托9对应设置。
[0066]
所述的取样器供所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料时使用，能够精准的取到反应釜中各种不同位置的待测浆料，能够提高浆料均匀性评估的准确度。
[0067]
优选地，所述取样器还包括手柄1。
[0068]
优选地，所述手柄1与所述j型刻度杆5的竖直杆连接。
[0069]
所述取样器的取样过程包括：
[0070]
(a)将比重杯6放入取样器的杯托9上，杯盖8放入杯盖托7上，然后向下摇动遥杆使比重杯6以及杯盖8完全放入杯托9中，合好杯盖8；
[0071]
(b)将取样器放入搅拌机釜内，缓慢插入正负极浆料中，以液位没过j型刻度杆5的
竖直杆外壁上的刻度，进行读取高度刻度，到达指定高度后，向上摇动摇杆2，控制杯盖8向上打开，浆料在釜内灌入比重杯6；
[0072]
(c)15秒后，向下摇动遥杆，控制比重杯6向下直至完全关闭，合好杯盖8后取出取样器，完成指定位置及高度的浆料取样。
[0073]
下面将结合具体的实施例和对比例对本发明的实施方案进行详细描述。
[0074]
实施例1
[0075]
本实施例提供的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，包括以下步骤：
[0076]
1.正负极浆料匀浆工序完成后(真空除泡完毕)，开启慢搅拌30min，破真空，从底阀取样口用500ml烧杯取一杯浆料，用于测试固含量、粘度、颗粒度；
[0077]
2.1号比重杯取正极浆料，2号比重杯取负极浆料，取样完成后，关闭慢搅拌，打开行星搅拌机机盖，静置1min后，用取样器装上比重杯6，在反应釜底层、中层、顶层各取3个样品，总共9个样品；
[0078]
3.分别将1号比重杯内的样品测试密度、粘度、固含量，密度记为ρ1-1＝2.303、ρ1-2＝2.31、ρ1-3＝2.313、ρ1-4＝2.306、ρ1-5＝2.315、ρ1-6＝2.295、ρ1-7＝2.29、ρ1-8＝2.3、ρ1-9＝2.285；粘度记为ν1-1、ν1-2、ν1-3
……
ν1-9；固含量记为s1-1、s1-2、s1-3
……
s1-9；分别将2号比重杯内的样品测试密度、粘度、固含量，密度记为ρ2-1＝1.35、ρ2-2＝1.355、ρ2-3＝1.358、ρ2-4＝1.359、ρ2-5＝1.295、ρ2-6＝1.292、ρ2-7＝1.351、ρ2-8＝1.352、ρ2-9＝1.357；粘度记为ν2-1、ν2-2、ν2-3
……
ν2-9；
[0079]
4.计算正极浆料密度平均值，记为负极浆料密度平均值，记为
[0080]
5.计算正极浆料密度标准差，记为σ1＝0.009758；负极浆料密度标准差，记为σ2＝0.025569；
[0081]
6、本实施例正极浆料的理论密度为2.35，计算正极浆料标准密度区间的上限值为2.35+0.009758
×
3＝2.379274，计算正极浆料标准密度区间的下限值为2.35-0.009758
×
3＝2.320726；
[0082]
7、本实施例负极浆料的理论密度为，计算负极浆料标准密度区间的上限值为1.35+0.025569
×
3＝1.426707，计算负极浆料标准密度区间的下限值为1.35-0.025569
×
3＝1.273293；
[0083]
8、根据测试结果可判断正极浆料不均匀，负极浆料均匀。
[0084]
实施例2
[0085]
本实施例提供取样器，如图1和图2所示，供所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料时使用，包括：
[0086]
摇杆2、升降杆3、齿轮4、j型刻度杆5、比重杯、杯盖托7、杯盖8、杯托9、杯托杆10和杯托杆10；
[0087]
其中，所述升降杆3贯穿所述j型刻度杆5的竖直杆；所述齿轮4与所述竖直杆上端设置的滑道12相配合，控制所述升降杆3上下移动；所述摇杆2设置在所述j型刻度杆5的竖直杆外壁上，控制所述齿轮4进行转动；所述杯盖托7通过所述杯托杆10与所述j型刻度杆5的水平杆活动连接；所述杯盖托7远离所述杯盖8的一端与所述升降杆3的下端相接触；通过
所述升降杆3的上下移动控制所述杯盖8的开合；
[0088]
所述杯托9通过所述杯托杆10与所述j型刻度杆5的水平杆固定连接；所述杯托9用于放置所述比重杯；
[0089]
所述杯盖托7与所述杯托9对应设置；
[0090]
所述取样器还包括手柄1；
[0091]
所述手柄1与所述j型刻度杆5的竖直杆连接。
[0092]
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

技术特征：
1.一种锂离子电池浆料均匀性的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料，检测若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度，计算所述待测锂离子电池浆料的平均密度；根据所述平均密度计算密度标准差；根据理论密度和所述密度标准差计算获得标准密度区间；若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度全部落入所述标准密度区间内，则判断所述锂离子电池浆料均匀；若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度，其中至少一个位点的密度落入所述标准密度区间外，则判断所述锂离子电池浆料不均匀。2.根据权利要求1所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，其特征在于，所述标准密度区间的上限值的计算公式为：标准密度区间上限值＝理论密度+密度标准差
×
3。3.根据权利要求1所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，其特征在于，所述标准密度区间的下限值的计算公式为：标准密度区间下限值＝理论密度-密度标准差
×
3。4.根据权利要求1所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，其特征在于，所述锂离子电池浆料进行真空除泡、慢搅拌、行星搅拌和静置后，得到所述待测锂离子电池浆料。5.根据权利要求4所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，其特征在于，所述慢搅拌的速度为5～10r/min；优选地，所述慢搅拌的时间为25～35min。6.根据权利要求4所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，其特征在于，所述静置的时间为30～90s。7.根据权利要求1所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，其特征在于，所述平均密度的计算公式为：其中，为平均密度；n为取样点个数；ρ
i
为每个取样点的密度值。8.根据权利要求1所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法，其特征在于，所述密度标准差的计算公式为：其中，σ为密度标准差；n为取样点个数；ρ
i
为每个取样点的密度值；为平均密度。9.一种取样器，供权利要求1～8任一项所述的锂离子电池浆料均匀性的评估方法获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料时使用，其特征在于，包括：摇杆、升降杆、齿轮、j型刻度杆、比重杯、杯盖托、杯盖、杯托、杯托杆和螺栓；其中，所述升降杆贯穿所述j型刻度杆的竖直杆；所述齿轮与所述竖直杆上端设置的滑道相配合，控制所述升降杆上下移动；所述摇杆设置在所述j型刻度杆的竖直杆外壁上，控
制所述齿轮进行转动；所述杯盖托通过所述螺栓与所述j型刻度杆的水平杆活动连接；通过所述升降杆的上下移动控制所述杯盖的开合；所述杯托通过所述杯托杆与所述j型刻度杆的水平杆固定连接；所述杯托用于放置所述比重杯；所述杯盖托与所述杯托对应设置。10.根据权利要求9所述的取样器，其特征在于，所述取样器还包括手柄；优选地，所述手柄与所述j型刻度杆的竖直杆连接。

技术总结
本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种锂离子电池浆料均匀性的评估方法及取样器。所述评估方法包括：获取反应釜中若干个不同位点的待测锂离子电池浆料，检测若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度，计算所述待测锂离子电池浆料的平均密度；根据所述平均密度计算密度标准差；根据理论密度和所述密度标准差计算获得标准密度区间；若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度全部落入所述标准密度区间内，则判断所述锂离子电池浆料均匀；若干个不同位点的所述待测锂离子电池浆料的密度，其中至少一个位点的密度落入所述标准密度区间外，则判断所述锂离子电池浆料不均匀。所述的方法能够直接反应浆料的均匀性。性。性。


技术研发人员：黄仁忠 高琦 吴浩
受保护的技术使用者：芜湖佳纳新能源材料有限公司 广东佳纳能源科技有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/8/14