告别负极浆料“飘蓝”！一文掌握SBR上浮的成因、影响与优化之道！
锂电那些事今日第二条2025年06月05日 星期四
锂电池负极浆料为何会飘蓝？这一现象不仅影响涂布均匀性，更可能导致电池性能下降！本文将深度解析SBR飘蓝的三大成因及解决方案。
一、SBR飘蓝原因分析
1.SBR与CMC的电荷排斥 SBR颗粒表面的羧基呈电负性，与CMC的羧基相互排斥，导致SBR在浆料静置时上浮。
2.石墨的疏水性 石墨等负极材料为疏水物质，与SBR的油性链段亲和性差，加剧SBR的分布不均。
3.工艺参数不当
SBR加入后静置时间过长，导致上浮分层。
搅拌速度过高破坏SBR分子结构，或搅拌不充分导致分散不均。
二、发生工步
SBR加入后的搅拌或静置阶段
SBR通常在匀浆的最后阶段加入，若后续搅拌不充分或静置时间过长，SBR因电荷排斥和疏水效应上浮，形成“飘蓝”。
三、改善措施
1.工艺优化
减少静置时间：制浆后立即使用，避免静置；或用低速搅拌（200-400r/min）替代静置。
分步调整搅拌参数：加入SBR后采用温和搅拌（如800r/min以下），避免高速剪切破坏其核壳结构。
烘箱温度控制：涂布时降低前段烘箱温度，减缓SBR迁移速度。
2.材料改性
使用改性SBR：选择表面官能团与CMC相容性更好的SBR，如引入羟基或胺基减少电荷排斥。
提高CMC取代度（DS）：DS≥1.2的CMC可增强浆料分散稳定性，减少SBR上浮。
3.配方调整
固含量优化：提高浆料固含量至50%-60%，增加体系粘度抑制SBR上浮。
调整SBR/CMC比例：确保CMC质量分数≥1.5%，SBR质量分数控制在1.5%-2.3%。
4.设备辅助
持续低速搅拌：若浆料需暂存，采用低速搅拌（≤200r/min）维持均匀性。
过滤筛网：浆料过200目筛网去除未分散的SBR团聚体。
四、关键总结
原因 | 发生工步 | 改善措施 |
|---|---|---|
SBR与CMC电荷排斥 | SBR加入后搅拌/静置 | 改用改性SBR，提高CMC取代度 |
石墨疏水性导致SBR亲和差 | 浆料静置阶段 | 优化固含量，减少静置时间或低速搅拌 |
工艺参数不当（速度/时间） | SBR分散阶段 | 温和搅拌（≤800r/min），控制烘箱温度 |
通过工艺、材料和配方的协同优化，可有效抑制SBR飘蓝，提升极片粘结均匀性。
五、对制程的影响
1.黏辊问题 SBR飘蓝会导致涂布后SBR在极片表面分布不均，活性物质与铜箔之间的黏结性下降。在辊压过程中，极片因局部黏结力不足而黏附在辊压机辊面上，造成黏辊现象。
解决方案：调整涂布烘烤温度、抽风频率以控制SBR迁移；优化浆料配比（如减少SBR静置时间，改用低速搅拌代替静置）。
2.浆料稳定性下降 SBR飘蓝表明其与CMC（羧甲基纤维素钠）的相容性差，导致浆料分层或团聚。这会破坏浆料的流变特性，增加涂布难度，引发厚边、缩孔等缺陷。
六、对电池性能的影响
1.循环寿命降低 SBR分布不均会削弱极片内聚力，充放电过程中石墨颗粒易脱落（掉料），导致电池容量衰减加速。
2.低温性能恶化 SBR飘蓝可能破坏其与电解液的润湿性，增加锂离子传输阻力，导致低温下电荷转移阻抗（RCT）显著上升，放电容量下降。
3.负极膨胀加剧 SBR的弹性模量和强度不足时，无法有效抑制石墨嵌锂后的体积膨胀，导致极片厚度反弹增大，电池循环稳定性下降。
综上，SBR飘蓝会显著影响制程稳定性和电池性能，需通过材料与工艺协同优化解决。
