說說鋰電池漿料中SBR飄藍(lán)的情況

墨漿料為黑色，黑色會吸收可見光，形成良好對比底色。所以大家會看到漿料表面的藍(lán)光明顯，而單一SBR乳液藍(lán)光并不明顯。

盛禧奧作為世界領(lǐng)先的SBR供應(yīng)商，70多年來一直致力SBR技術(shù)和應(yīng)用的開發(fā)。今天，我們就從SBR和鋰電池漿料的角度，來說說鋰電池漿料中SBR飄藍(lán)的情況。

2個(gè)光學(xué)概念：瑞利散射、米氏散射

光的散射是指光線通過不均勻介質(zhì)一部分光偏離原來傳播方向的現(xiàn)象。偏離原方向的光稱為散射光。散射光的波長（λ）不發(fā)生變化是彈性散射，常見的彈性散射有瑞利散射和米氏散射。瑞利散射和米氏散射對不均勻介質(zhì)尺寸的要求和散射強(qiáng)度可見表1。

SBR飄藍(lán)之謎

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SBR飄藍(lán)之謎

為什么漿料飄的是藍(lán)色而不是其他顏色？

SBR本身并不是均一的溶液，它是由數(shù)量巨大的小顆粒懸浮在水中形成的懸浮液（我們通常叫乳液EmulsionPolymer）。SBR的粒徑通常在100-200nm，正好處在可見光的彈性散射范圍。

光的波長越短，散射強(qiáng)度越強(qiáng)。根據(jù)可見光的波長分布，藍(lán)光和紫光散射強(qiáng)度最大，見表2。但紫光被大氣層吸收，并且人眼對紫光不敏感，所以我們?nèi)庋劭吹降囊运{(lán)光為主。

此外，石墨漿料為黑色，黑色會吸收可見光，形成良好對比底色。所以大家會看到漿料表面的藍(lán)光明顯，而單一SBR乳液藍(lán)光并不明顯。

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SBR飄藍(lán)之謎

原來飄藍(lán)是SBR上浮引起的，那么為什么SBR會上浮呢？

在漿料體系中，石墨顆粒表面是疏水的，CMC分子上既有疏水部分（未羧基改性的主鏈）和親水部分（羧基改性），因此CMC一方面通過疏水的未羧基改性的主鏈吸附在石墨顆粒表面，另一方面親水的羧基可以使吸附有CMC的石墨懸浮在水中。CMC兩個(gè)特性相互結(jié)合，使石墨分散在水中。

SBR顆粒表面的羧基改性，賦予SBR親水性，使之可以穩(wěn)定的懸浮在水中。由于其親水特性，使得SBR對石墨的吸附性較差，所以SBR并不能有效的分散石墨。此外，SBR表面的羧基呈負(fù)電性，與CMC表面的羧基相互排斥，使得SBR與CMC分散后的石墨漿料相容性較差（見圖2），導(dǎo)致少部分SBR在漿料靜置的時(shí)候上浮。

SBR飄藍(lán)之謎

SBR與CMC分散的漿料體系之間的相容性較差，導(dǎo)致少量SBR上浮；SBR顆粒對可見光的散射，其中波長較短的藍(lán)光散射強(qiáng)度大，被肉眼看到，因此出現(xiàn)漿料飄藍(lán)的現(xiàn)象。

上浮而導(dǎo)致飄藍(lán)的SBR會引起什么？又如何減少上??？

既然是SBR上浮導(dǎo)致飄藍(lán)，那么漂浮在漿料表面的這部分SBR可能導(dǎo)致：

1.SBR石墨涂層中分布不均；

2.表面的SBR可能會引發(fā)粘輥。

SBR飄藍(lán)之謎

那么如何減少上浮呢？

1.盡量減少漿料靜置時(shí)間，可以用低速攪拌代替靜置。

2.進(jìn)行CMC與SBR以及Graphite-CMC-SBR之間的匹配型實(shí)驗(yàn)，選擇合適的分散（CMC）與膠黏劑（SBR）組合。

3.通過對SBR進(jìn)行特殊的改性，使SBR表面的官能團(tuán)可以與CMC形成一定的相互作用，使SBR錨固在CMC上，減少SBR的上浮。圖3是盛禧奧特殊改性前后的漿料靜置24h后的表現(xiàn)。

如有更多關(guān)于鋰電池漿料制備和涂布過程中的技術(shù)問題，歡迎留言盛禧奧微信或電郵zzhu@trinseo.com(朱先生)