實驗

所分析樣品為含有2%(wt)的不同取代度DS NaCMC負極漿料，DS分別為0.34、0.75、1.23，同時分別制備含SBR與不含SBR的樣品(其中樣品編號的上標表示是否含有SBR，下標表示取代度DS)。相關(guān)漿料信息如以表1：

TA儀器流變-阻抗譜的測試程序為：

分析結(jié)果

1. 負極漿料阻抗-流變分析

圖2-1為通過阻抗-流變分析不同取代度DS(DS=0.34、0.75、1.23)的NaCMC對負極漿料阻抗-流變性能的影響?？梢娫跓oSBR體系中，漿料阻抗隨NaCMC的DS升高顯著下降：DS=0.34時阻抗為111Ω，DS=0.75時降至70.5Ω，DS=1.23時為53.3Ω。這可能是由于低DS的NaCMC對石墨表面的吸附能力更強，但對導(dǎo)電碳的結(jié)合能力較低，從而影響了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致漿料電阻升高；而高DS NaCMC因鏈間靜電排斥力更強，可減少顆粒橋接與有助于網(wǎng)絡(luò)形成，且聚合物鏈分布更均勻，從而增加導(dǎo)電碳的分散，降低漿料阻抗。

同時可觀測到無論NaCMC的DS如何，添加SBR均能降低漿料阻抗，但效果存在不同：當DS=0.34時，漿料降阻顯著(阻抗從111Ω降至83.4Ω)，但對DS=0.75、1.23的漿料影響較小。推斷可能是SBR中含有的表面活性劑會吸附在導(dǎo)電碳表面，降低導(dǎo)電碳顆粒表面自由能，減少導(dǎo)電碳團聚并形成更穩(wěn)定的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。對低DS的NaCMC而言，由于對石墨表面的吸附能力更強，導(dǎo)電碳的結(jié)合力低，所以SBR的影響尤其明顯。但是在高DS體系中，因為NaCMC已實現(xiàn)較好分散，SBR的作用被弱化。

圖2-1：不同DS的NaCMC漿料在

有和無丁苯橡膠(SBR)時的

流變-阻抗測量結(jié)果(剪切速率=10s?1)

除此以外，如圖2-2，通過對漿料在不同剪切速率下進行阻抗-流變測試，觀察到在不同剪切速率下，漿料阻抗均無太大變化，這表明漿料的電學特性基本不受剪切應(yīng)變的影響。這種測量穩(wěn)定性說明，剪切引起的微觀結(jié)構(gòu)重排并不影響離子或電子的傳輸網(wǎng)絡(luò)，也即所有漿料均充分混合均勻，且具備穩(wěn)定性。

圖2-2：不同剪切速率下阻抗-流變測試數(shù)據(jù)

空心點為不含SBR的漿料樣品，實心點為含SBR的漿料。

(A)CMC 0.34 無SBR，(B)CMC 0.34 SBR

(C)CMC 0.75 無SBR，(D)CMC 0.75 SBR

(E)CMC 1.23 無SBR，(F)CMC 1.23 SBR

2. 漿料3iTT觸變性測試的阻抗-流變測試

圖3-1顯示，DS=0.75、1.23的漿料在3iTT觸變性測試中表現(xiàn)出良好的可恢復(fù)性，也即是在1000s^-1高剪切后可恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；而DS=0.34的漿料(尤其含SBR時)不可恢復(fù)，原因是低DS NaCMC有較強的分子間作用力，高剪切破壞后很難重新恢復(fù)。

同時，通過圖3-2可見，所有漿料在高剪切前后阻抗無顯著變化，表明高剪切后引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重排未改變離子及電子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也即說明以上漿料已混合充分，剪切刺激后無額外導(dǎo)電碳團聚，進一步驗證了TA儀器流變-阻抗譜解決方案對漿料質(zhì)量測試的可靠性。

圖3-2：3iTT觸變性測試同步得到的EIS測量結(jié)果；

空心點為不含SBR漿料，實心為含SBR的漿料。

(A)CMC 0.34 無SBR，(B)CMC 0.34 SBR

(C)CMC 0.75 無SBR，(D)CMC 0.75 SBR

(E)CMC 1.23 無SBR，(F)CMC 1.23 SBR

3. 極片電化學性能驗證

含SBR的配方中，DS=0.75的極片表現(xiàn)優(yōu)，其次是DS=1.23、0.34。重要原因是DS=0.75在低電阻與保水性間的微妙平衡。而DS=1.23雖電阻低，但保水性過高，DS=0.34則因電阻高導(dǎo)致電子傳輸效率低。

另外在極片長期循環(huán)性能測試中也能驗證，DS=0.34、0.75的負極極片循環(huán)穩(wěn)定性相近，而DS=1.23的負極因保水性過高導(dǎo)致提前失效。

結(jié)論