回收PVDF正极浆料流动性的影响

聚偏氟乙烯(PVDF)由于不与电极材料反应，在溶剂中溶解性好并且具有较高的黏结性，是锂离子电池正极浆料中已经大规模商业化应用的最常见黏结剂。笔者合浆制作了不同PVDF含量的锂离子电池正极浆料，并测试研究了PVDF含量和浆料流变特性能如黏度、流动性、触变性的关系，分析了PVDF含量对浆料内部颗粒分散状态的影响。

使用小型合浆机对正极浆料进行合浆，合浆前先称取一定量PVDF粉末加入到20kgNMP溶液中并持续打胶2h形成稳定均匀的透明胶液，随后加入混合均匀后的9kgLFP和0.5kgSP粉末，在合浆机中持续搅拌3h后形成稳定均匀的正极浆料。

通过改变PVDF含量可以得到不同合浆配比的正极浆料，将PVDF添加量分别为0.25、0.5、0.75kg时合浆得到的正极浆料样品分别记为PVDF一0.25、PVDF-0.5、PVDF-0.75。

储能模量(G')是浆料在发生形变时，由于可逆的弹性形变而储存能量的大小，反映浆料弹性大小。而损耗模量(G”)是指浆料在发生形变时，由于不可逆的黏性形变而损耗的能量大小，反映着材料的黏性大小。

当G”>G'时，浆料受剪切时主要发生黏性形变，呈现类似液体的黏性状态；当G”<G'时，浆料受剪切时主要发生弹性形变，呈现类似固态的状态；当G”=G'时，浆料受剪切时发生黏性形变与弹性形变相当，呈现典型的凝胶状态，因此该点也被称为胶产出点。

为不同正极浆料样品的模量变化曲线。由图2可见，随着应力的增加，浆料从静置时的固体形态逐步转变为液体形态，而且随着PVDF的增大，凝胶产出点越来越小，说明浆料的可流动变得越来越差。

因为当浆料中PVDF含量较低的时候，导电炭黑材料与LFP之间的黏结力较弱，容易发生分离团聚，从而导致触变恢复性较差；当浆料中PVDF含量较高的时候，会使得导电炭黑材料的颗粒更倾向于与大量PVDF缠结在一起，从而在LFP的表面形成团聚体；只有当浆料中的PVDF适量时才可以使得导电炭黑材料紧密均匀地黏附在LFP表面，形成更稳定的界面结构。

随着PVDF含量的增加，正极浆料的剪切黏度增大，流动性变差，触变恢复率先变大后变小，说明只有添加适量的PVDF，才能够使得浆料中的颗粒形成均匀稳定的分散结构。对于浆料流变性能的研究结果可以为合浆配料提供重要参考，确定黏结剂的添加量时要综合考虑浆料的黏度、流动性和分散稳定性。