As baterias de íons de lítio são amplamente utilizadas em vários campos devido à sua alta densidade de energia, longa vida útil e respeito ao meio ambiente. A pasta de eletrodo de ânodo é um dos principais componentes das baterias de íon-lítio, o que afeta o desempenho e a segurança das baterias. Portanto, é importante entender o processo de preparação e as precauções da pasta de eletrodo de ânodo.

O processo de preparação da pasta do eletrodo anódico pode ser dividido em quatro etapas: preparação da matéria-prima, mistura, revestimento e secagem.

1. Preparação da matéria-prima

As matérias-primas para a pasta de eletrodo de ânodo incluem principalmente materiais ativos, agentes condutores, aglutinantes e solventes. Os materiais ativos são a principal fonte de íons de lítio e elétrons na bateria, como grafite, silício, estanho e suas ligas ou compósitos. Os agentes condutores são usados ​​para melhorar a condutividade elétrica da pasta e do eletrodo, como negro de fumo, grafeno e nanotubos de carbono. Os aglutinantes são usados ​​para unir os materiais ativos e agentes condutores e aderi-los ao coletor de corrente, como fluoreto de polivinilideno (PVDF), borracha de estireno-butadieno (SBR) e carboximetilcelulose (CMC). Os solventes são usados ​​para dissolver os aglutinantes e ajustar a viscosidade da pasta, como N-metil-2-pirrolidona (NMP), água e etanol.

2. Mixagem

A etapa de mistura é dispersar uniformemente os materiais ativos, agentes condutores e aglutinantes no solvente para formar uma pasta homogênea. O método de mistura pode ser agitação mecânica, dispersão ultrassônica ou moagem de bolas. O tempo, velocidade e temperatura de mistura devem ser controlados de acordo com as propriedades das matérias-primas e a qualidade desejada da pasta. A etapa de mistura é crítica para alcançar uma boa dispersão, adesão e uniformidade de revestimento da pasta.

3. Revestimento

A etapa de revestimento é aplicar a pasta em uma folha de metal (geralmente cobre) como coletor de corrente usando uma máquina de revestimento. O método de revestimento pode ser lâmina raspadora, matriz de fenda ou revestimento por pulverização. A espessura, velocidade e pressão do revestimento devem ser ajustadas de acordo com as características da pasta e os requisitos do eletrodo. A etapa de revestimento é essencial para determinar a carga de massa, porosidade e morfologia do eletrodo.

4. Secagem

A etapa de secagem é remover o solvente da pasta revestida usando um forno de secagem ou um soprador de ar quente. A temperatura, tempo e atmosfera de secagem devem ser otimizados de acordo com o tipo de solvente e aglutinante utilizado na pasta. A etapa de secagem é importante para eliminar o solvente residual, aumentar a adesão do aglutinante e melhorar a estabilidade do eletrodo.

As precauções da preparação da pasta do eletrodo de ânodo incluem principalmente:

- Escolher matérias-primas adequadas de acordo com os requisitos de desempenho da bateria.

- Controlar a proporção de materiais ativos, agentes condutores e ligantes de acordo com a reologia desejada e as propriedades eletroquímicas da pasta.

- Evitando a contaminação ou oxidação das matérias-primas e chorume durante o armazenamento e manuseio.

- Filtragem ou desgaseificação da pasta antes do revestimento para remover bolhas de ar ou impurezas.

- Calibrar a máquina de revestimento regularmente para garantir uma espessura de revestimento precisa e consistente.

- Armazenar ou curar os eletrodos revestidos adequadamente para evitar rachaduras ou descamação.

A preparação da pasta do eletrodo anódico é um processo complexo e delicado que requer projeto e operação cuidadosos. Seguindo estas etapas e precauções, pode-se obter pasta de eletrodo de ânodo de alta qualidade para baterias de íon-lítio.