如何用zeta电位评价浆料分散稳定性？
大家好！我是不言，这是我的第169篇原创文章。
今天来聊一聊如何用zeta电位评价浆料分散稳定性？
今天这篇文章主要是基于刘玉青博士的新书《锂电工艺密码：揭秘粉体与流体的微观世界》的总结。
Zeta电位是评价锂电浆料分散稳定性的关键指标。
1. Zeta电位评价分散稳定性的原理
双电层理论
颗粒表面电荷吸引溶液中相反电荷离子，形成 “固定层+扩散层” 双电层结构。
Zeta电位 定义为滑动剪切面处的电势，反映颗粒间静电斥力强度。
DLVO理论
颗粒间存在 范德华引力 与 静电斥力 的竞争：
Zeta电位绝对值越大 → 静电斥力越强 → 抵消引力 → 抑制团聚。Zeta电位绝对值过小 → 引力主导 → 颗粒团聚沉降。
临界稳定值
2. 具体评价方法
2.1 测量Zeta电位
测量工具：电泳法、电渗法。
关键参数：
PH值：显著影响表面电荷。
示例：石墨在PH=7时Zeta=-55 mV，PH=4时降至-35 mV（稳定性下降）。
杂质离子：高浓度反离子压缩双电层，降低Zeta电位绝对值。
2.2 稳定性关联分析
水系浆料：
需维持Zeta < -40 mV（如添加CMC后达-50 mV），通过静电斥力抑制团聚。
油性浆料：
有机溶剂（如NMP）介电常数低，Zeta电位普遍较小（通常<30 mV），稳定性更多依赖 空间位阻（如PVDF的分子链包裹）。
2.3 工艺优化验证
调整分散剂：
添加CMC可提升负极浆料Zeta至-60 mV，增强静电稳定。
控制PH值：
正极浆料需避免碱性环境（PH>9易引发残碱反应，降低电位），建议PH=7–8。
监测动态变化：
合浆过程中Zeta电位波动 >10 mV 预示分散恶化。
3. 改善分散稳定性的措施
添加剂调控
添加阴离子分散剂（如CMC）或表面活性剂，提高Zeta电位绝对值。
溶剂净化
去除杂质离子（如Ca²、Mg²），防止双电层压缩。
PH调节
水系浆料维持弱碱性（PH=8–10），油性浆料控制溶剂极性。
工艺适配
高Zeta电位浆料适用高速搅拌；低Zeta体系需加强位阻稳定（如增加PVDF分子量）。
4. 实际应用案例
负极浆料：
未加CMC时Zeta≈-35 mV → 添加1% CMC后升至-55 mV，沉降率降低90%。
正极浆料：
PVDF-NMP体系中Zeta≈±20 mV，需依赖高分子链位阻作用，通过提高PVDF分子量增强稳定性。
通过监测和优化Zeta电位，可定量指导浆料配方与工艺设计，确保极片涂布均匀性及电池性能一致性。
以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！
参考资料：
1.《锂电工艺密码：揭秘粉体与流体的微观世界》PPT，刘玉青
原文标题 : 如何用zeta电位评价浆料分散稳定性？
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