电池性能“卡脖子”？问题可能出在浆料的这两个隐形指标上

在锂电池产业里，大家都在盯着高能量密度、长循环寿命的“硬指标”，却常常忽略一个关键的“源头变量”——电池浆料的分散性能与悬浮性能。

作为极片制造的“血液”，浆料里的固体颗粒（活性物质、导电剂、粘结剂）是否均匀分散、能否稳定悬浮，直接决定了电极微观结构的完整性。毫不夸张地说，它能间接影响电池70%以上的核心性能，是很多电池厂商“卡脖子”却难察觉的隐形痛点。今天就从实际生产和数据角度，聊聊这两个指标对电池性能的具体影响。

1电化学性能：分散/悬浮不均，直接拉低电池“战斗力”

电池的核心价值在于电化学性能——能不能快充、用不用得久、容量够不够大，这些都和浆料的分散/悬浮状态深度绑定。其本质逻辑是：颗粒状态决定电极的“导电网络”与“离子通道”，而这两个网络是电流和锂离子传输的关键。

1倍率性能：分散不好，快充根本“跑不起来”

倍率性能考验的是电池大电流充放电的能力，比如新能源车的“快充10分钟续航200公里”，就依赖电极内电子和锂离子的快速传输。

但如果浆料里的导电剂（如炭黑、CNTs）或活性物质出现团聚，问题就来了：团聚体相当于在导电网络里筑起“隔离墙”，形成“导电死区”——电子无法顺畅通过，锂离子也渗透不进团聚体内部。

图1：颗粒分散均匀（左）与团聚（右）时的导电网络对比，团聚体导致电子传输路径断裂（示意图）

数据说话：行业实测显示，导电剂分散不均时，电极内阻会直接增大50%-100%，1C倍率下的放电容量比分散均匀的电极低30%以上；若是纤维状的VGCF导电剂团聚，高倍率（5C）性能衰减甚至能达到40%-60%，快充时还会因局部发热导致充电中断。 

2循环寿命：悬浮失效，电池“短命”一半

很多用户抱怨“电池用1年就衰减明显”，根源可能在浆料的悬浮稳定性上。

浆料储存或涂布时，若活性物质沉降，极片会出现“上下分层”：上层粘结剂富集，活性物质不足；下层活性物质堆积，电解液渗透困难。充放电时，下层会因锂离子嵌入过量导致“局部过充”，活性物质体积膨胀破裂，导电网络逐步瓦解；同时，上层的粘结剂无法有效固定颗粒，活性物质会从集流体脱落，形成“粉化”。

图2：不同分散状态下LFP电池的循环寿命曲线，团聚体导致1000次循环后容量保持率从90%降至65%（数据来源：行业实测）

3容量/能量密度：颗粒团聚，活性物质“白加了”

电池容量由活性物质的锂离子嵌入总量决定，但如果颗粒分散不好，大量活性物质会变成“无效颗粒”——团聚体内部的颗粒被包裹，无法与电解液接触，相当于“加了料却没发挥作用”。

同时，团聚体还会降低电极的压实密度：比如NCM活性物质（理论压实密度2.4g/cm³）若团聚，实际压实密度可能降至2.0g/cm³以下，能量密度直接下降10%-15%。

图3：分散均匀时活性物质充分接触电解液（左），团聚时内部颗粒成为“无效物质”（右）（SEM示意图）

2安全性能：分散不均是电池“起火爆炸”的隐形导火索

对动力电池而言，安全是底线。而浆料的分散/悬浮问题，正是引发安全风险的重要诱因，其核心在于“局部集中”——电流、温度、应力集中，最终触发热失控。

当浆料颗粒团聚或沉降时，极片成分不均会导致充电时“局部过充”：活性物质富集区锂离子嵌入饱和后，多余电流会促使金属锂在负极表面析出（即“析锂”）。析出的锂枝晶像针一样，会刺穿隔膜，直接引发正负极短路；同时，团聚体形成的“导电死区”没有电化学反应，却会因焦耳热积累成为“热点”，局部温度可达150℃以上，触发电解液分解（释放CO₂、HF等易燃气体），最终导致起火爆炸。

图4：颗粒分散不均引发析锂与热失控的风险链路（示意图）

3机械性能：颗粒状态决定极片“扛不扛造”

电池在组装、运输、使用过程中，极片需要承受卷绕、弯折、震动等机械应力。而浆料的分散/悬浮状态，直接决定了极片的附着力和柔韧性。

如果颗粒分散不均，粘结剂无法均匀包裹活性物质和导电剂，极片干燥后，活性物质与集流体的附着力会大幅下降——比如G-LFP活性物质因表面碳衍生物团聚，极片附着力从1.5N/m降至0.8N/m以下，卷绕时活性物质脱落率达10%-12%；而浆料悬浮失效导致的极片分层，会让极片干燥后收缩不均，出现裂纹，弯折测试（直径10mm）中开裂率从5%升至40%，根本无法满足动力电池的机械强度要求。

图5：分散良好的极片表面光滑（左），分散不均导致极片开裂、掉粉（右）（实物图）

4怎么破？提升分散 / 悬浮性能的 3 个关键手段

既然分散 / 悬浮性能如此重要，实际生产中该如何优化？分享 3 个行业内验证有效的方法： 

1选对分散剂：

根据浆料体系（水系 / 油系）选择适配的分散剂，比如油系浆料用 PVDF 分散剂，水系浆料用 CMC-Na 或 PAA-NH₄⁺，能通过降低颗粒间范德华力防止团聚；聚乙烯吡咯烷酮（PVP）则可在颗粒表面形成包覆层，通过空间位阻效应延长浆料稳定时间，避免储存过程中沉降。

2优化搅拌工艺：

核心是通过 “设备适配 + 多阶段处理” 实现精准分散。先采用 “低速预混（50-100rpm）+ 中速捏合（200-500rpm）” 让粉料初步润湿，再用高速分散机（配备锯齿状分散盘，线速度可达 25m/s）进行高剪切分散，其公转 + 自转复合运动能快速打破微米级团聚体，分散效率是普通搅拌器的 3-5 倍；若处理碳纳米管（CNTs）、石墨烯等纳米级导电剂，需额外搭配砂磨机（陶瓷研磨腔内置氧化锆珠，通过介质碰撞细化颗粒），确保团聚体粒径控制在 < 100nm，满足高导电网络构建需求。

3严控环境参数：

浆料制备需在万级无尘车间进行，避免杂质颗粒混入影响分散效果；温度需控制在≤30℃（防止 NMP 等溶剂挥发导致粘度异常，或粘结剂高温降解）；湿度需≤25% RH（尤其水系浆料，过高湿度会导致活性物质吸水团聚，破坏分散稳定性）。

图6：真空高速分散机（左）与纳米级砂磨机（右），可实现纳米级均匀分散。 

结语：从“源头”把控，才能做好电池性能的“加法”

随着锂电池向高能量密度、长循环、高安全方向发展，对浆料的要求只会越来越高。过去，很多厂商把精力放在活性物质、电解液等“显性材料”上，却忽略了浆料分散/悬浮这个“隐性指标”。但实际上，只有从源头做好颗粒状态的把控，才能让后续的材料创新、工艺优化真正落地，实现电池性能的突破。

注：本文数据来源于行业实测及公开文献，不同材料体系及工艺参数可能导致结果存在差异，实际生产需针对性优化。

翁开尔（上海）公司 竭诚欢迎您的来访！

如您有任何需要，欢迎来电：400-800-0526，与我们取得联系。

2025年，对于上海翁开尔而言意义非凡，不仅是辞旧迎新的时刻，更是里程碑式的突破——H.J. Unkel 集团成立 100 周年！

站在新的起点，翁开尔（上海）公司将继续坚守“用心、诚实、善良、忠诚、勇敢、协作”的企业价值观，把握机遇、直面挑战，让美好的愿景照进现实。

翁开尔公司于1925年在上海创立，我们在实验室检测、水性化工方面拥有丰富的经验。

我们把世界优秀的仪器设备、化工原材料介绍到中国，把专业的服务提供给用户。

我们致力于成为行业的专家，以满足客户多方位的要求。