バインダーに関する一般的な問題と解決策

バインダー（PVDF、SBR、CMC、PAAなど）の一般的な問題と解決策

スラリーの沈降はどうですか？

理由：

l 選択したCMCタイプは適用できません。CMCの置換度および分子量は、置換度が低いCMCの親水性が低く、グラファイトに対する濡れ性が良好ですが、懸濁能力が低いなど、スラリーの安定性にある程度影響します。スラリーの。

l CMC の量が少ないため、スラリーを効果的に懸濁できません。

l 混練プロセスに含まれる CMC が多すぎると、粒子間および懸濁液中に遊離する CMC が不十分となり、スラリーの安定性が低下することがよくあります。

l 高い機械的力やスラリーの酸性またはアルカリ性の変動は SBR の破損を引き起こし、スラリーの沈降を引き起こす可能性があります。

解決策:

l 高置換度かつ高分子量のCMCを変更または適合させます。たとえば、量産フォーミュラではWSCをCMC2200に適合させます。WSC自体は低分子量および低置換度で、黒鉛の濡れ性が良く、懸濁力が弱いため、CMC2200と適合させた後です。 、スラリーの安定性が大幅に向上しました。

l CMC の量を増やすことはペーストの安定性を改善する最も効果的な手段の 1 つですが、プロセス能力とセルの低温性能のバランスを見つけることが重要です。

l 混練時に使用する CMC の量を減らし、遊離 CMC の量を増やすと、ペーストの安定性をある程度改善できます。

l SBR をスラリーシステムに添加した後、回転の撹拌速度を下げる必要があります。

濾過中に穴が詰まって濾過できない場合はどうすればよいですか?

理由：

l 活性物質の湿潤性が悪く、分散しない。

l SBRエマルションの破損による濾過の失敗。

解決：

l 混練プロセスを使用します。

l SBR をスラリー系に添加した後、解乳化の発生を防ぐために回転の撹拌速度を下げる必要があります。

スラリー中にゲルが入っている場合はどうすればよいですか?

理由：

ゲルの製造は主に物理ゲルと化学ゲルの2種類に分けられます。

l 物理ゲル：正極活物質、SP、溶媒NMPが水分を吸収したり、環境中の水分含有量が基準を超えたりすると、物理ゲルが形成されやすくなります。これは、PVDFの高分子鎖が粒子に巻き付いているためであり、スラリーの含有量が基準を超えると、ポリマー鎖の動きが阻害され、ポリマー鎖同士が絡み合い、スラリーの流動性が低下し、ゲル現象が発生します。

l 化学ゲル: 化学ゲルは、高ニッケルまたは高塩基性活物質の製造プロセスまたは定常プロセスで発生する傾向があります。これは、PVDF が塩基の高 pH 環境 (下図に示すように) でポリマーを生成するためです。主鎖は容易に脱HFされて二重結合を形成し、スラリー中に存在する水分や溶媒中のアミンが二重結合を攻撃して架橋を形成し、生産能力を大幅に低下させ、電池性能を低下させます。一般に、活物質のアルカリ度が増加すると、スラリーゲル現象がより深刻になります。

解決：

l 物理ゲル：原料や環境の水分を厳密に管理することで管理が可能で、スラリー保存時に適切な速度で撹拌することができます。

l 化学ゲル: 次の方法で制御できます。

（１）分散前に活物質と導電性カーボンを焼成して吸着水分を除去する必要がある。NMPの純度を向上させます。

(2) 均質化プロセス中の周囲の湿度を厳密に制御します。

(3) 流入する材料は、NCM 材料のアルカリ度を下げるために、NCM 粒子の表面上の遊離 Li を減少させます。

(4) アンチゲル PVDF を開発するための開発アイデアは次のとおりです。単位グループ CH2-CF2- の H/F を他の基にグラフトして置換し、ポリマー内での継続的な HF 脱 HF 反応を阻害し、比率を低減します。現在、使用されるグラフト基または修飾基は、主にビニルエーテル、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンおよびその他のモノマーです。

(5)  非 PVDF 正極バインダーの開発。高塩基性正極材料 (高ニッケル材料、NCA) の開発や機能性添加剤 (Li2CO3、アルカリ性) の添加が必要な場合、上記の溶液では PVDF HF 除去反応を完全に抑制できないため。 、スラリーゲルの危険性がまだあるため、この問題を完全に解決するために非 PVDF カソードバインダーが開発されています。

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