リチウム電池スラリー、太陽光発電ペースト、導電性スラリー、およびその他の機能性材料システムでは、仕様の範囲内でスラリーをテストし、分散状態は良好で、材料は均一に見えますが、コーティング後の電極または機能層の表面には粒子、隆起した斑点、または表面の粗さが見られるという状況が繰り返し発生します。
合格する精細度は、安定したコーティング品質とイコールではありません
合格した微細度の結果は、コーティングに粒子が含まれないことを意味するものではありません。粉末度テストは一瞬を捉えたものであり、その後の保管、輸送、コーティング作業中にスラリーの状態に何が起こるかを考慮することはできません。
コーティング後に粒子が現れる7つの理由
静的保管中、粒子は移動し、互いに接触し、相互作用し続けます。システムの安定性が不十分な場合、元々分散していた粒子が再結合して小さな凝集体を形成する可能性があります。これらの凝集物は、コーティング中に表面粒子として現れます。
良好なスラリー安定性を維持するには、均一な粒子分布、適切な分散安定性、および適切なシステム構造が必要です。粒子が十分な保護を欠いている場合、せん断、輸送、または静的保管中に粒子が再凝集する可能性があり、コーティングの均一性が低下します。
検査段階では、小さな凝集物は目に見えない場合があり、粉末度試験では実際の分散状態を完全に把握できない場合があります。コーティング中にスラリーが薄膜に形成されると、コーティングの厚さが減少し、粒子が表面でより集中し、欠陥がより顕著になります。簡単に検出されなかった小さな粒子が目に見える隆起スポットになる可能性があります。
連続塗布ではスラリーの循環と搬送が繰り返されます。配管や機器にはせん断力が加わり、温度や環境は継続的に変化します。これらの要因はスラリーの状態に徐々に影響を及ぼし、粒子の蓄積を引き起こし、コーティングの品質に影響を与える可能性があります。
固形分含有量の高いスラリーでは、固体粒子の間隔が近くなり、相互作用がより強くなり、システムの安定性を維持することがより困難になります。ローソリッドシステムと比較して、保管後の二次凝集とコーティング粒子の形成の両方が発生する可能性が高くなります。
検査段階では、サンプル量は限られており、スラリーは撹拌されたばかりで、系は一時的に均一になっています。実際の生産では、スラリーは長期間の保管、輸送中の状態変化、コーティング中の欠陥の拡大を経験するため、粒子の問題は徐々にしか明らかになりません。
保管中に形成される微小凝集体は、標準的な粉末度テストで明確に記録するには小さすぎる可能性がありますが、コーティング後に表面テクスチャを生成するには十分な大きさである可能性があります。一般的な粉末度測定器の検出閾値と、コーティング表面の欠陥が可視化される粒子サイズとの間にはギャップがあります。
スラリーの細かさは仕様を満たしているが、コーティング表面に粒子が見られるのは、基本的に二次凝集、システムの安定性の変化、およびコーティングプロセスの相互作用の増幅効果の結果です。この種のコーティング粒子の問題を分析する場合、粉砕の細かさだけでなく、スラリーの分散安定性、保存状態、連続コーティング作業中のシステムの変化などの総合的な評価に注意を払う必要があります。
よくある質問
凝集が初期段階にあり、凝集物が緩んでいる場合は、再撹拌することで部分的に均一な状態に戻すことができます。長時間静置保存した後、特に粒子が重力圧力下にあるハイソリッドシステムでは、より緻密な凝集体が形成されると、再撹拌しても元の分散品質が完全に回復しない可能性があり、追加の空気が混入したり、粘稠度が変化したりする可能性があります。
製造後の複数の時点（混合直後、24 時間後、および長期保管後）で粒度分布を追跡し、結果を比較することは、単一の粒度チェックよりも感度が高くなります。保管時間の経過とともに粒子サイズが増加することは、二次凝集が発生していることを直接示しています。
二次凝集、システム安定性の損失、およびコーティングプロセスの増幅という同じメカニズムが、リチウム電池電極スラリー、太陽電池ペースト、導電性スラリー、セラミック機能材料、および保管および連続コーティング操作を通じて微粒子が安定に分散されたままでなければならないその他のシステム全体に当てはまります。
