匀浆工艺：干法与湿法的优劣对比

摘要

在锂离子电池的制造过程中，匀浆工序是首个关键步骤，对整个生产工艺和最终产品的质量具有重要影响。无论采用何种匀浆技术，最终得到的正负极浆料通常由正负极活性物质、粘结剂、导电剂、溶剂及少量其他添加剂构成。

电极浆料的混合工艺大致分为三种类型：

（1）球磨工艺：这一方法曾在早期的日韩锂电池生产中使用。将所有粉料混合后放入球磨机，利用陶瓷球的摩擦力将粉料研磨并均匀混合。由于其耗时长且效果较差，现已被淘汰；

（2）湿法匀浆工艺：这一工艺是目前国内主流方法，基本流程包括溶胶、混合导电剂、活性物质及稀释；

（3）干法混料工艺：该工艺的流程为将活性物质、导电剂和粘结剂干粉混合后，加入适量溶剂进行润湿，然后高速分散破碎，最后调整粘度进行稀释。

对于电池浆料的要求，主要是保证其电化学性能，表现为均匀分散性，避免出现不均匀分散或团聚沉降现象。

此外，还要求浆料具备良好的流变特性，以适应极片涂布工艺，并确保涂层厚度均匀。浆料的表征通常包括固含量、粘度和细度等参数。

最常用的干法混料工艺过程如下：

（1）将活性物质、导电剂和粘结剂粉体一起加入搅拌釜，并启动搅拌机进行干粉混合；

（2）加入适量溶剂对粉体颗粒进行润湿，使颗粒表面吸附溶剂，同时在高粘度环境下搅拌，形成较大的剪切力作用，从而充分混匀并润湿粉体；

（3）继续加入溶剂，在高速剪切力作用下分散颗粒团聚体，确保导电剂均匀分布；

（4）继续加入溶剂进行稀释，调节浆料的粘度，使其适合涂布工艺的要求。

在干法混料工艺中，粉体润湿是关键步骤。溶剂的用量有一个临界点，若溶剂不足，无法完全润湿所有粉料，干粉容易结团，后续再打开将变得困难；如果溶剂过多，浆料会变得过于流动，搅拌桨的剪切力减弱，捏合搅拌也难以有效破碎团聚体。

理想的溶剂量应当在保持适当湿润的同时，避免浆料过于稀释。浆料的分散效果通常通过细度和粘度来评估：在相同条件下，粘度越低、细度越小，表明分散效果越好。

理论上，干法混料工艺相比湿法混料，显著缩短了搅拌时间，并且在浆料的稳定性和分散均匀性方面表现更好。然而，干法匀浆工艺也存在两个主要缺点：

1、设备要求高：由于干法混料是固体与固体的混合，所需的剪切力非常大，因此对设备的功率、设计结构、转速和稳定性要求较高。这不仅增加了工艺的难度，也提升了设备成本。

2、工艺控制复杂：在干法搅拌过程中，搅拌转速、时间以及不同阶段的溶剂量选择都是关键的品质控制因素。这些参数与原料的颗粒大小、尺寸分布、比表面积等密切相关，稍有变化，就需要相应调整溶剂量和搅拌工艺。

尤其是在第一阶段溶剂加入量的控制：过多溶剂会导致颗粒团聚体不易分散，影响浆料的细度和导电剂分布；而溶剂过少则会导致润湿不足，粘结剂无法充分溶解，甚至可能破坏粘结剂的长链结构，从而影响浆料的粘度和稳定性。

那么，湿法与干法匀浆工艺究竟哪个更好？答案是各有优缺点，最终取决于工厂的设备技术水平、自动化程度、生产技术及品质管理能力，甚至生产规模等。

对于像宁德时代、亿纬锂能、LG、蜂巢能源等领先企业来说，干法工艺往往是首选，因为它们具备相应的设备和技术条件。而对于一些二三线的小型企业，则可能更适合湿法匀浆。

总结来说，理论上干法工艺优于湿法，但是否能够充分发挥干法工艺的优势，还需看企业是否具备相关的技术能力和生产条件。

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