Lee等人的作業(yè)研討了其他活物質(zhì)組分,作者研討了漿料制備進(jìn)程次序?qū)iCoO2/導(dǎo)電劑/PVDF電極功用的影響（NMP用作漿料溶劑）。比較了兩種不同的制備進(jìn)程次序：第一種方法將干粉預(yù)混合的活物質(zhì)/導(dǎo)電劑粉末松散在PVDF/NMP溶液中，而第二個(gè)種方法將相同的活物質(zhì)/導(dǎo)電劑混合物松散在較稠的PVDF/NMP溶液中（PVDF+NMP整體積的2/5），然后用剩余的NMP稀釋得到的漿料（分三步，每步參與NMP整體積的1/5）。第二種方法完成了更好的功用。作者認(rèn)為通過首要將活物質(zhì)/導(dǎo)電劑混合物松散在較稠的PVDF/NMP溶液中完成了更均勻的導(dǎo)電劑分布，使電極導(dǎo)電性添加。在制備其它氧化物類活物質(zhì)，Li2.2V3O8/CB/PMMA[乙酸乙酯+碳酸亞乙酯]漿料的情況下，具有類似的作用（假定漿料制備從較稠的溶劑初步，即假定從一初步就添加了粘合劑，則具有更好的電極功用）。

因而，綜上所述能夠得出定論，制備進(jìn)程次序的改動(dòng)會(huì)根據(jù)組分的性質(zhì)而具有不同的作用：

?在石墨/導(dǎo)電劑/PVDF漿料的情況下，假定首要運(yùn)用較稀的溶劑進(jìn)行松散，則會(huì)構(gòu)成更好的粘合劑分布結(jié)構(gòu)。

?在[Li1.2V3O8或LiCoO2]/導(dǎo)電劑/[PVDF或PMMA]漿料的情況下，假定開始溶劑較稠，則會(huì)構(gòu)成更好的粘合劑分布。

由于不同的描摹改動(dòng)，電極功用得到提升，這存在兩種解說：第一，假定電極電導(dǎo)率的進(jìn)步（由于更好的活物質(zhì)/導(dǎo)電劑混合）是功用提升的原因，當(dāng)電流密度較高時(shí)，其作用是最明顯，如圖9a所示。第二，描摹改動(dòng)與電極機(jī)械功用的改善有關(guān)，而電極電導(dǎo)率沒有明顯改動(dòng)。由制備進(jìn)程的次序改動(dòng)引起的兩種類型的電極功用改動(dòng)取決于漿猜中活物質(zhì)-導(dǎo)電劑-粘合劑-溶劑互相作用，不只與活物質(zhì)，導(dǎo)電劑和粘合劑自身性質(zhì)有關(guān)，還能夠取決于特定的活物質(zhì)/導(dǎo)電劑/粘合劑組合。

現(xiàn)在，先將漿料組分進(jìn)行預(yù)先干粉混合（活物質(zhì)/導(dǎo)電劑、活物質(zhì)/粘結(jié)劑，以及活物質(zhì)/導(dǎo)電劑/粘合劑），然后將這些混合粉體松散到溶劑（或粘合劑溶液）中，這成為一種趨勢(shì)。許多研討報(bào)道干混工藝，再參與溶劑（或粘合劑溶液）和混合粉末的預(yù)先松散往往對(duì)電極畢竟功用產(chǎn)生活潑的影響。

通過預(yù)先干混，改善電極功用有兩個(gè)途徑：

（1）AM（活物質(zhì)）/CB（導(dǎo)電劑）/粘合劑混合粉體的干混。這種方法的突出特點(diǎn)是PVDF粉末對(duì)CB的親和力明顯高于PVDF對(duì)AM的親和力，因而實(shí)際上首要構(gòu)成了CB/PVDF混合相，然后AM顆粒集會(huì)體松散并被導(dǎo)電粘合劑混合相分離隔（見圖12a）。在進(jìn)一步的粉末松散中，漿料堅(jiān)持圖12a所示的結(jié)構(gòu)即松散AM顆粒被CB/粘合劑混合物分離隔，而且枯燥后依然堅(jiān)持如此描摹。這使電極具有更高的導(dǎo)電性和更好的其他功用。AM/CB/粘合劑混合物的干粉混合松散，所制備的電極比高能松散電極功用更好（參見圖12b），由于能量太高會(huì)損壞的干混混合物的精細(xì)分布結(jié)構(gòu)。

（2）第二個(gè)方法是AM/CB（無聚合物粘合劑）的干混，然后將所得混合物松散到粘合劑溶液中。以這種方法制備的電極的功用與AM和CB的混合密切相關(guān)，它們添加了AM顆粒的電子傳導(dǎo)通路。但是，AM/CB的互相觸摸或許具有凌亂的特性。據(jù)報(bào)道，在AM/CB的高強(qiáng)度混合進(jìn)程中，AM顆粒被薄碳層掩蓋，類似于碳涂層，由化學(xué)鍍碳構(gòu)成，示例見圖13。一般，這種電鍍基本上改善了正極功用（大部分正極AM具有低導(dǎo)電性）。但是，在CB量缺少的情況下，由于構(gòu)成圖13中所示的AM/[CB層]/[粘合劑層]分層結(jié)構(gòu)，電極的導(dǎo)電性也或許很低。

干混后電極功用的改善與AM電子通路的添加有關(guān)，這是AM/CA混合愈加均勻所造成的，較小的CA顆粒在較大AM顆粒表面均勻分布。這種電子通路的改善與混合次序方式有關(guān)，但這種聯(lián)絡(luò)及其凌亂。而且，低能量混合的作用不明顯（例如，報(bào)道稱強(qiáng)力球磨混合器比缽和杵手動(dòng)研磨混合更有用），超強(qiáng)混合一般也具有負(fù)作用，這是由于AM/CB質(zhì)料粉末存在CB集會(huì)，漿料制備進(jìn)程中由AM/CB粉末“過共混”導(dǎo)致AM集會(huì)（見圖14）。

值得注意的是，AM/CB粉末電導(dǎo)率的添加不能保證進(jìn)步畢竟電極功用。高能量粉末攪拌機(jī)（Nobilta）所制備的AM/CA粉末混合物具有比低能量旋轉(zhuǎn)鼓式攪拌機(jī)更好的導(dǎo)電性，但是用Nobita混合的AM/CB粉末所制備的電極的導(dǎo)電性明顯低于旋轉(zhuǎn)鼓式攪拌機(jī)處理的AM/CB粉末所制備的電極（圖15）。別的，只要當(dāng)所選用的混合程序適合特定的AM/CB性質(zhì)時(shí)，干粉預(yù)處理才有助于獲得更好的CA分布和電極功用，不然，預(yù)干混反而或許損害畢竟的電極功用。

7、含納米碳、石墨和CNT漿料的的特性

近年來，石墨烯基和碳納米管（CNT）材料完成運(yùn)用不斷增加。該類材料常用作導(dǎo)電添加劑、負(fù)極活性材料，以及用作鋰-空氣電池的正極基底。這就需求處理含納米碳材料（CCM）的漿料的問題，并開發(fā)適合的松散技術(shù)。

7.1、CNT

CNT首要用作導(dǎo)電添加劑，導(dǎo)電劑顆粒的長寬比越大，為了堅(jiān)持絕緣基體和導(dǎo)電顆粒組成的復(fù)合材料的導(dǎo)電性，所需求的導(dǎo)電添加劑體積分?jǐn)?shù)越小。因而，CNT和碳納米纖維（CNF）導(dǎo)電劑是十分適合電極組分，由于導(dǎo)電劑體積分?jǐn)?shù)越小，活物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)就越大，電極的能量密度就越高。許多研討者受此啟發(fā)，致力于在電極配方中選用這些高長寬比導(dǎo)電劑。CNT和/或CNF基的材料被成功地用作導(dǎo)電添加劑，與各種正負(fù)極材料（LiFePO4、LiCoO2、LiNi0.7Co0.3O2、CFx、LiMn0.8Fe0.2PO、TiO2、Li2O4、TiO2、SnO2、Ti4Ti5O12、Si）匹配，而且CNT/CNF基導(dǎo)電劑相關(guān)于常見的低縱橫比導(dǎo)電劑具有優(yōu)越性。CNT基材料松散的質(zhì)量激烈地影響電極的導(dǎo)電性，而制備含有高縱橫比納米導(dǎo)電劑漿料面對(duì)應(yīng)戰(zhàn)，由于這些導(dǎo)電劑簡(jiǎn)略成束。最常見的NMP/PVDF漿料溶劑有利于CNT松散寬和束，但是水性漿料的就需求采用特別的方法。

首要，由于激烈的范德華互相作用，CNT的周圍面簡(jiǎn)略互相粘合。其次，在流體活動(dòng)剪切混合進(jìn)程中，除了顆粒之間的招引力，單根纖維內(nèi)部抵觸也會(huì)導(dǎo)致CNT集會(huì)。因而，攪拌混合方法對(duì)含CNT漿料的畢竟質(zhì)量影響巨大。超聲波松散被認(rèn)為比較好的方法，而且常用于CNT松散。但是，在延伸超聲處理時(shí)，CNT或許發(fā)生開裂，因而最佳混合時(shí)刻和功率需求根據(jù)結(jié)果優(yōu)化。別的，選用特別松散方式也或許有利，例如，高能量和低能量超聲的組合處理。

CNT成束會(huì)下降漿料功用，而CNT的平行取向?qū)?dǎo)電性有利。因而，漿料混合進(jìn)程需求將CNT解束進(jìn)程寬和束后的CNT整體平行取向進(jìn)程相結(jié)合。例如，先高能量剪切混合，隨后低能量剪切攪拌組成的混合進(jìn)程，這種工藝所制備的CNT-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料比獨(dú)自延伸高能量混合工藝所制備的復(fù)合材料具有更好導(dǎo)電性。含有CNTs的漿料的制備也能夠用表面活性劑輔佐，特別時(shí)水基漿料。盡管對(duì)CNT松散方面，表面活性劑的作用差不多。而與常見的碳導(dǎo)電材料松散比較，CNT的松散進(jìn)程最明顯不同就是需求解束。為此，具有長親水部分的表面活性劑更有利于CNT互相排斥（排斥力作用在更長的間隔上而且也更有用）。相反，具有太長疏水部分的表面活性劑就欠好，它們會(huì)一同與兩個(gè)CNT顆粒互相作用，導(dǎo)致CNT互相招引。許多常見的表面活性劑都有利于CNT解束。總之，CNT松散表面活性劑的選擇需求特別注意。一般，最適合的表面活性劑含有具有相對(duì)較短，平坦且剛性的鏈并具有明顯的親水和疏水結(jié)束基團(tuán)。

添加CNT松散性的另一個(gè)方法是CNT表面改性，包括不同基團(tuán)和/或分子與CNT的周圍面和/或結(jié)束共價(jià)連接；復(fù)原處理，處理CNT帶負(fù)電荷（即將其轉(zhuǎn)化為“納米管”）。這樣的納米管被陽離子圍住，類似于聚合物電解質(zhì)。這些方法使CNT/CNF具有高松散性。但是，CNT改性或許阻撓畢竟的電極中Li+和電子轉(zhuǎn)移。

7.2、石墨烯

石墨烯是二維碳材料，它被用作鋰離子電池負(fù)極活性材料，也用作正極的導(dǎo)電添加劑。負(fù)極一般僅由石墨烯和粘合劑，或石墨烯，粘合劑和3D納米尺度碳添加劑制備。與3D碳混合的原因是石墨烯是具有相對(duì)較大尺度的平面問題，在一定程度上阻撓了Li+離子遷移，這種空間效應(yīng)能夠通過引入3D納米尺度炭黑和1DCNT來處理，作為石墨烯片之間的填充相供給Li+松散途徑。

另一種石墨烯基負(fù)極是石墨烯與其它負(fù)極材料混合運(yùn)用。第一，石墨烯常常用作其他活物質(zhì)/石墨烯復(fù)合材料制備的襯底。在這種情況下，活物質(zhì)和石墨烯之間的緊密結(jié)合在漿料制備之前就構(gòu)成。第二，石墨烯也能夠與一般導(dǎo)電劑的方法相同運(yùn)用，即作為漿料導(dǎo)電劑組分。

正極中，大多數(shù)研討會(huì)集在漿料制備之前AM/石墨烯復(fù)合材料組成進(jìn)程中擺放石墨烯形狀。將石墨烯作為正極導(dǎo)電劑在漿料制備中參與時(shí)，或許發(fā)生石墨烯片的重新堆積，對(duì)電極功用有損害。與CNT類似，石墨烯也能夠通過超聲波松散到常用的NMP/PVDF溶劑中或通過高強(qiáng)度剪切流體力學(xué)混合。將石墨烯和/或石墨烯基材料松散在水基漿猜中也是一項(xiàng)具有應(yīng)戰(zhàn)性的任務(wù)，一般運(yùn)用表面活性劑和/或?qū)κ┍砻嫘揎棥?/p>

8、漿料特性與工業(yè)制備技術(shù)的聯(lián)絡(luò)

工業(yè)出產(chǎn)上，電極制備是用預(yù)先規(guī)劃厚度的濕漿料涂覆在集流體上，然后枯燥，模頭揉捏高速涂布機(jī)是首選設(shè)備。如圖16所示，所制備的電極應(yīng)具有均勻的厚度，無涂層缺點(diǎn)，涂覆進(jìn)程應(yīng)該高出產(chǎn)效率率（即涂層速度應(yīng)該很高）。為此，鋰離子電池電極漿料（一般為非牛頓液體）的流體力學(xué)參數(shù)應(yīng)滿意在基材箔上獲得均勻且無缺點(diǎn)涂層的條件。

首要，漿料涂層應(yīng)該流延平坦，最小化濕涂層的厚度波動(dòng)（這種厚度改動(dòng)時(shí)模頭揉捏涂布無法避免的），而且濕漿料流平應(yīng)該足夠快以匹配涂布速度，低粘度有利于快速流平。第二，如圖圖13a所示，涂布方法應(yīng)該是安穩(wěn)的，這就需求毛細(xì)管數(shù)位于如圖16a所示Boderline線下方的安穩(wěn)區(qū)域內(nèi)，即涂布窗口。（毛細(xì)管數(shù)，Ca=（μV）/σ，是漿料粘度μ，漿料表面張力σ和基材速度V的函數(shù)聯(lián)絡(luò)式）。

涂布出產(chǎn)需求適合的漿料粘度。但是，漿料粘度控制也不應(yīng)該損害畢竟的電極功用。關(guān)于粘度調(diào)度，常常選用調(diào)度漿料固含量的方法，電極功用也會(huì)遭到電極漿猜中固含量的影響，固含量太低在枯燥進(jìn)程中AM/CA簡(jiǎn)略發(fā)生分離。

調(diào)整漿料粘度的另一個(gè)方法是運(yùn)用表面活性劑。但是這種方法也應(yīng)該當(dāng)心運(yùn)用，一方面，表面活性劑存在最佳濃度，很難掌握。另一方面，表面活性劑殘留在電極或許損害電極功用。

9、定論、總結(jié)與展望

該文概述并評(píng)論了AM/CA/粘合劑漿料制備的當(dāng)前技術(shù)及其或許的未來開展。列舉了漿料制備技術(shù)的很多實(shí)例，這些技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)與畢竟的鋰離子電池電極功用有關(guān)。本文探討了各種攪拌混合技術(shù)的才華和潛力，并強(qiáng)調(diào)了電極形狀和功用的差異也取決于前期的漿料性質(zhì)。攪拌松散進(jìn)程除了對(duì)電極形狀（即AM/CA/粘合劑分布和電極孔隙率）有影響外，一些特別的松散進(jìn)程還能夠改動(dòng)電極組分的結(jié)構(gòu)（AM，CA和粘合劑），改動(dòng)粘合劑和AM/CA表面的互相作用，特別是球磨和超聲波漿料制備方法。

電極漿料的制備技術(shù)選擇適合，能夠保證漿料的均勻性以及漿料組分的最適合分布。只要這些漿料參數(shù)適合，才華正確地改善電極形狀，然后進(jìn)步電池比容量和循環(huán)壽命。而且漿料制備和電極枯燥時(shí)刻減縮，節(jié)約貴重的原材料，替代貴且危險(xiǎn)材料（溶劑和松散助劑），這些都能下降制造本錢。盡管很多文獻(xiàn)具體研討了混合工藝參數(shù)（混合類型，攪拌能量，松散助劑等）之間的聯(lián)絡(luò)，但是，漿料功用和畢竟電極結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)絡(luò)并沒有徹底弄清楚。

漿料的要求好像適當(dāng)簡(jiǎn)略（AM，CA和粘合劑均勻混合），但是，關(guān)于特定的電極漿料（如特定AM，CA和粘合劑的性質(zhì)），我們需求會(huì)集精力選擇最佳攪拌混合進(jìn)程，而不是在現(xiàn)有報(bào)道中查找“最好的漿料制備方法“。一般，體系研討并供給一些通用的良好的攪拌混合技術(shù)或許并不會(huì)有用（混合進(jìn)程或許會(huì)損傷一些AM和CA材料結(jié)構(gòu)，或許損壞粘合劑，表面活性劑殘留或許會(huì)損害功用等）。

凌亂多組分漿料制備工藝的基礎(chǔ)知識(shí)也適用于其他技術(shù)領(lǐng)域，如復(fù)合材料制備或藥物/藥學(xué)，這也為很多領(lǐng)域的新產(chǎn)品規(guī)劃和制備供給了的機(jī)會(huì)。