【关注川源科技HiCY】
-
服务热线 400-700-2017
服务热线 400-700-2017
搜索更多信息
· 引言 ·
在极片干燥过程中，由于表面与内部存在温度梯度，粘结剂分子随溶剂挥发向极片表面迁移，造成分布不均匀现象。这种上浮现象会直接影响极片中活性物质、导电剂与集流体之间的结合强度，进而影响电池的界面稳定性和电化学性能。目前行业内缺乏统一的标准检测方法，本文针对几种检测技术及新一代集成化设备进行综合分析，为锂电池制造企业提供选型参考。
· 各种检测方法的技术原理与特点 ·
胶带分层-热重分析（TGA）
Ø 原理：用胶带对极片涂层进行多次粘取剥离，将涂层分为若干层，然后对各层粉末进行热重分析（TGA），通过失重曲线定量计算各层粘结剂含量。
Ø 特点：成本相对较低，可实现定量分析，但分层精度和一致性依赖于人工操作。
高精度机械分层采样-热重分析（TGA）
Ø 原理：通过精密机械对极片涂层进行微米级分层，再利用热重分析（TGA）定量检测各层粘结剂的热分解失重，直接获得其含量分布数据。
Ø 特点：具备高精度定量能力，机械分层精度可达微米级（±1μm），重复性好，解决了手工分层一致性差的痛点，数据可靠。
图1. 极片涂层高精度机械采样基本原理
溴蒸汽染色-能谱分析法
Ø 原理：利用溴蒸汽与负极SBR粘结剂中的双键反应，实现Br元素标记。随后利用能谱仪（EDS）或电子探针（EPMA）对Br元素进行面扫描（mapping），其分布即代表SBR的分布。
Ø 特点：可直观显示SBR的二维分布情况。但溴蒸汽剧毒，操作危险，需严格防护。
图2. 染色装置的结构示意图
EPMA-O/F元素 mapping法
Ø 原理：利用电子探针（EPMA）直接对粘结剂中的特征元素进行面扫描分析。负极通过检测SBR本身的氧（O）元素，正极通过检测PVDF中的氟（F）元素，来表征其分布。
Ø 特点：无需染色，安全便捷。F元素法成熟通用，O元素法则对仪器性能要求极高。
图3. 粘结层负极材料横截面试样主要元素分布特征图
金属蒸镀-SEM形貌分析法
Ø 原理：通过物理气相沉积在极片表面蒸镀金属层，增强绝缘性粘结剂的导电性，利用扫描电镜（SEM）观察表面和截面形貌分布。
Ø 特点：侧重于微观形貌观察，可定性评估分布均匀性。
图4. 样品表面表征SEM图
同位素检测法 (NRA)
Ø 原理：利用粒子加速器产生离子束，与粘结剂中的特定同位素（如PVDF中的¹⁹F）发生核反应，通过测量反应产物来定量元素深度分布。
Ø 特点：终极利器，深度分辨率最高。但设备极其昂贵（需离子加速器），仅限顶级实验室，无法工业化应用。
电导参数差分法
Ø 原理：将极片分层后，测量各层电阻。由于粘结剂绝缘，其分布不均会导致电阻差异，从而间接反映分布情况。
Ø 特点：可快速筛查，但电阻受导电剂、接触电阻等多因素影响，可靠性需验证。
图5. 电池极片的分层示意图
· 方法性能对比与应用场景分析 ·
选择极片粘结剂上浮检测方法时，需结合检测目的、样本通量、精度要求及资源条件进行综合考量。不同方法因其原理和技术特点的差异，适用于不同的研发或生产阶段。
· ACCFILM极片binder上浮测试仪 ·
在深入探讨各种检测方法后，我们不难发现，理想的解决方案需要在精度、效率、安全性和可操作性之间取得最佳平衡。而高精度机械分层采样 + 热重分析（TGA） 正是因其在量化精度与实操可行性上的突出优势，被视为最具工业化应用前景的技术路径。基于这一理念，ACCFILM极片binder上浮测试仪应运而生。
它如何解决行业痛点？
Ø 精度与一致性的飞跃：分层精度稳定控制在±1μm；
Ø 安全与效率的提升：一键式的自动机械采样和TGA分析；
Ø 专业数据处理：清晰、量化的数据支撑。
图6. ACCFILM极片binder上浮测试仪
· 结语 ·
极片粘结剂上浮检测方法的选择需要综合考虑检测精度要求、设备投入预算、生产规模和技术条件等因素。欢迎行业同仁就极片粘结剂检测技术进行深入交流，共同推动锂电池制造工艺的进步与创新。
参考文献
[1]. 严彩兰， 王永湘， 高旭光， 等. 电池极片粘结剂上浮监测方法、装置、计算机设备和存储介质： CN117930059 A[P]. 2024-04-26.
[2]. 熊后高， 马金波， 杜双龙， 等. 一种负极片粘结剂分布检测方法及染色装置： CN111141773 B[P]. 2023-02-10.
[3]. 李雪艳. 一种锂电池极片粘结剂上浮检测方法及检测装置： CN119936315 A[P]. 2025-05-06.
[4]. 孟繁慧， 张方忠， 侯宾， 等. 一种电池极片粘接剂检测方法： CN119757438 A[P]. 2025-04-04.
联系电话：400-700-2017
