锂离子电池石墨烯导电浆料GRA-X

  • 品牌:聚碳
  • 型号:GRA-0;GRA-1;GRA-2
  • 外观:黑色浆料
  • 计量单位:千克/KG
  • 应用范围:GRA-0及GRA-1 型石墨烯导电浆料的详细技术参数以及电池制作工艺,适用于各类软包、圆柱、钢壳电池的生产。

产品详情

锂离子电池石墨烯导电浆料GRA-X

1. 规格型号

GRA-X分别为:GRA-0GRA-1GRA-2

2. 应用范围

本规格书提供珠海聚碳复合材料有限公司的 GRA-0GRA-1 型石墨烯导电浆料的详细技术参数以及电池制作工艺,适用于各类软包、圆柱、钢壳电池的生产。

3. 引用标准

本标准参考珠海聚碳复合材料有限公司技术标准规范编制而成。

4. 物理指标

检验项目

单位

产品型号

GRA-0

GRA-1

GRA-2

外观

/

黑色浆料

黑色浆料

黑色浆料

固体含量

%

8.0±0.2

6.5±0.2

6.0±0.2

浆料石墨烯含量

%

3.0±0.1

3.5±0.1

4.0±0.1

水分

ppm

≤1400

≤1400

≤1400

PH

/

6.5-7.0

6.5-7.0

6.5-7.0

粘度

 mPa.s

≤12000

≤11000

≤10000

 

 

杂质金属

离子含量

Cr

ppm

≤9

≤9

≤9

Co

ppm

≤10

≤10

≤10

Fe

ppm

≤30

≤30

≤30

Mg

ppm

≤10

≤10

≤10

Mn

ppm

≤10

≤10

≤10

Ni

ppm

≤100

≤50

≤50

Cu

ppm

≤5

≤5

≤5

 

下图为GRA-0产品用于三元NCM材料电镜图:

NCM0

下图为GRA-1产品用于三元NCM材料电镜图:

NCM1


下图为GRA-1产品有于三元NCM材料电镜图:

NCM2

 

5. 电性能

采用用杉杉 FSN-1为负极,珠海赛纬SWJT-B002 电解液。下表为产品全电池基本电性能汇总。

NCM 材料全电池工作截止电压范围为2.8-4.2V

全电池循环曲线:4C 充电,4C 放电,截止电压2.8-4.2V

4.jpg

6. 全电池设计示例

1)基本设计

负极过量 10%;电解液推荐使用珠海赛纬SWJT-B002 (具备较好的倍率性能)。

2)配方设计

正极采用油性体系,配方如下表。粘度4000~6500 mPa·s

 

组成

NCM

GRA-0

GRA-1

GRA-2

PVDF

 

含量/%

93

4

-----

-----

3

93

-----

4

-----

3

93

-----

-----

4

3

 

负极采用水性体系,配方如下表。粘度3000~4500 mPa·s

 

组成

C

SP

CMC

SBR

含量/%

93

2.5

1.5

3.0

 

(3)极片设计

 

 

正极

项目

面密度 g/m2

冷压片厚/μm

压实密度/g·cm-3

参数值

230

87±3

3.3

 

负极

项目

面密度 g/m2

冷压片厚/μm

压实密度/g·cm-3

参数值

107

79±3

1.5

 

(4)其他材料设计

 

项目

铝箔

隔膜

电解液

参数值

16μm

25μm

6.5g

 

7. 电池制作工艺控制重点

特别注意事项:材料制浆应在真空釜内真空密闭进行,材料制程与环境接触的任何环节(粉体、浆体、极片)应保持环境湿度尽量低(建议相对湿度5%以下),全程尽量减少材料暴露的时间。

7.1 物料准备

(1) 未开封的 NCM材料可直接使用,开封后的材料使用完后应及时真空密封保存,避免NCM与空气长时间接触,因为吸收过多的H2O CO2 后性能会受影响。

(2)  SP使用前在120 真空干燥箱中真空干燥6h 以上。PVDF 使用前在85真空干燥箱中真空干燥6h 以上。NMP 溶剂需要密封保存于干燥环境中备用。推荐采用水含量低于200ppmNMP 配料。

7.2 正极制浆与涂布

正极制浆和涂布过程及注意事项如下:

1)称取规定质量的NMP 溶剂,加入到配料罐中,然后称取PVDF 粘结剂,中速(公转~15 r/min,自转~700)搅拌30 min,然后提高搅拌速度(公转~25 r/min,自转~2000 r/min)继续搅拌至无白色物质;

2)称取定量的导电剂加入搅拌罐中,先慢速(公转~10 r/min,自转~400 r/min)搅拌30 min

再快速搅拌90 min(公转~30 r/min,自转~3000 r/min);

3)称取一半量的NCM加入其中,先慢速(同上)搅拌20 min,再快速(同上)搅拌60 min,再称取另一半的NCM 加入其中,先慢速搅拌20 min,再快速搅拌至浆料粘度满足要求为止,中间刮料2-3 次。

4)投料拉浆时,浆料须先搅匀,加料时需要定时搅动浆料,最好采用带搅桨的自动气压上料罐,以确保浆料均匀性。生产过程中,浆料最长搁置时间不超过12 h。涂布时,观察极片是否光滑,不光滑说明分散时间不够,需要延长搅拌时间或加大搅拌速度。涂布烘箱分温区控制,第一段温度100 ,第二段128 ,第三段120 ,末段95

5)涂布完成后,极片需置于真空干燥箱中抽真空常温保存。

7.3 制片与卷绕

制片前,极片需先在85 真空干燥箱中真空干燥4 h。操作人员需带无粉橡胶手套,并带口罩。叠片前做好极片除尘工作。制片完后的极片需尽快完成叠片,否则极片需要在真空干燥箱中抽真空或充氮气保存。为避免漏液,推荐使用高质量的白胶极耳。

7.4 注液

注液前电芯需真空 85干燥24 h 以上,须严格控制电解液的含水量小于20 ppm,推荐小于10 ppm。推荐注液后老化房(45 )搁置12 h 后再化成。

7.5 化成

化成可根据厂家工艺自由选择,对于 NCM电池,可将化成截止电压适当提高至3.85 V

7.6 老化

化成后,在 45老化房老化24 h,高温老化有助于提高NCM 电池的循环性能。其他工艺控制重点与常规材料(相同。而且上述工艺仅供参考,实际应用中根据各公司实际情况作相应调整。

8. 化学品物质安全数据表

8.1 化学品名称和制造商信息

产品名称

石墨烯导电浆料

商用名

GRA-X石墨烯导电浆料

用途

工业生产

制造商

珠海聚碳复合材料有限公司

联系电话

0756-3365100

 

8.2 危害信息

含有NMP等有机溶剂。可能对皮肤、眼睛、呼吸道造成刺激。

8.3 急救措施

1)吸入 移至新鲜空气处;如果发生呼吸不畅,请及时就医。

2)摄取 在医护人员的指导下,立即催呕,并请及时就医。

3)皮肤接触 用肥皂和清水清洗15 分钟,脱去受污染的鞋及衣物,在穿戴前清洗干净。如发生过敏现象,请及时就医。

4)眼接触 用大量水冲洗眼睛至少15 分钟,并不时提拉上下眼睑。如果刺激感持续,请及时就医。

8.4 消防

1)灭火剂:化学干粉、二氧化碳、水喷或适用泡沫。

2)灭火程序:穿全套保护服并配备自给呼吸器来保护皮肤和眼睛的安全。

3)泄露应急处理:放入合适的容器内,用肥皂清洗溅出点,用大量水清洗溅出区域。

8.5 操作和储存

1)操作:穿合适的防护服,手套,护眼/面具保护和能过滤尘埃颗粒的呼吸器。

2)储存:要求室温密闭储存,注意保持房间的阴凉、干燥和通风,并远离火源。

8.6 废弃处理

联系得到许可的专业废物处置机构来处理废物;遵守所有国家,地区的环保条例。

8.7 运输信息

此产品在国家/洲际公路,铁路,海上和空中运输并不构成有害物质。