前两期我们介绍了烘烤温度对粘结剂性能的影响（点击即可查看）以及一种新的电极制备工艺（点击即可查看），今天我们再介绍一种新的简单涂布工艺——浆料喷雾沉积法(SSD)，利用该工艺制备的电极表现出增强的粘结性、优异的循环和倍率性能。
研究者用PVDF作为粘结剂，NMP和丙酮（加速混合溶剂的蒸发）作为溶剂进行调浆，然后在0.2MPa的N2加压下直接喷雾沉积在铝箔上，烘干作为极片。作者将该方法与传统的刮涂法制备的极片进行对比后发现，采用SSD方法制备的电极，活性物质基本都被炭黑所覆盖。对其进行剥离实验表明采用SSD方法制备的电极粘结性能优于传统刮涂法，通过断面SEM 图我们也可以清楚的看到电极材料和集流体的界面很模糊，这也从侧面证明了材料和集流体的牢固粘结。作者也对其做出了解释，传统的刮涂法可能会发生组分分离的现象，当浆料涂敷在铝箔上后，在相对缓慢的干燥过程中会伴随着一定程度上浆料组分的分离。相对于重的LNMO粒子而言，轻的PVDF可能趋向于与铝箔保持一个小距离，这就会导致铝箔和材料间较弱的界面接触；然而对于SSD过程，液滴被高压N2压在铝箔表面形成一个好的初始接触，其次，溶剂的蒸发比刮涂法快，这样可能存在的分离现象就会大大减弱。
图1.(a-c)刮涂法制备极片SEM和EDX，(d-f)SSD法制备极片SEM和EDX
图2.划痕测试刮涂法(a, b)和SSD法(c, d)
图3.断面SEM刮涂法(a)和SSD法(b)
图4.不同方法制得极片的电化学测试
图5.(a)两种方法制得材料的倍率对比，(b)刮涂法在不同电流下的放电曲线，(c)SSD法在不同电流下的放电曲线
随后，作者也对制备的电极进行了电化学测试。SSD方法制备的材料在2C循环125次后容量保持率为97.9%，而传统的涂布法制备的电极循环保持率仅为89.8%，表明了SSD样品优异的循环性能。作者通过电化学阻抗研究了其极化程度，结果表明SSD方法的电子转移电阻为121.3Ω/cm^2，而传统涂布的电子转移内阻为161.6Ω/cm^2，说明SSD的导电性更好。SSD法制备的极片表现优异的倍率性能，并且随着电流密度的增大，刮涂法制备的极片出现明显的电压下降，而SSD法电压下降较小，表明SSD法制备的电极比传统刮涂法制备的极化程度小。
综上所述，采用SSD方法制备的极片循环性能和倍率性能都优于传统的涂布方法。该工艺简单，且溶剂的挥发更快，能够加快极片的制备过程，在实际的工业化生产中能够提高涂布速率，并且缩小涂布工艺所需空间。
Ran Yu, Yi Sun, BangKun Zou, MiaoMiao Deng, JingYing Xie, ChunHua Chen, LiNi0.5Mn1.5O4-based composite electrodes with improved properties prepared by a slurry spray deposition process, J. Power Sources, 2016, DOI:10.1016/j.jpowsour.2016.11.08
