行星搅拌机在锂电池匀浆工序中作用
添加时间:2021-11-06   点击次数:168

 70%的电池质量与极片质量有关,70%的极片质量与浆料质量有关。因此,制造泥浆等于制造电池的一半。均匀化是电池制造的首要和核心工作。中国还有一位大牛说:除了均质化过程外,实验室中的电池过程通常比商业电池过程更精细。这也表明均匀化也是电池制造中的一个难点。
锂离子电池分散的主要目的是将活性物质、导电剂、粘合剂等在溶剂中按一定的质量比均匀分散,使电极片涂层形成具有一定粘度的稳定粒径,锂离子电池工艺的目的是为生产做准备。对理想尺寸的电极要求:

(i)活性物质的颗粒小、均匀分散、不结块,导电剂的颗粒形成薄层并分散成导电网络,最大限度地将活性物质颗粒连接在集电极上(最好是细颗粒) ,以确保电池的高电流密度。

行星搅拌机 

现在锂离子电池出产企业应用的主流匀浆设备为双行星搅拌机。锂电行业应用的双行星搅拌机,也叫做PD搅拌机,装有低速搅拌部件 Planet和高速疏散部件Disper。低速搅拌组件为两个弯框式搅拌桨,由行星齿轮驱动,旋转时搅拌桨也旋转,使物料上下左右移动,短时间内达到理想的混合效果。高速发展分散系统部件进行一般为齿列式分散盘,与行星架一起公转,同时中国高速自转,使物料管理受到学生强烈的剪切与分散控制作用,其效果为普通混合机的几倍,分散主要部件分单分散轴和双分散轴.
 双行星搅拌机浆料制备每每应用流体力学所发生的剪切力,由固定剪切速度、团簇截面面积、流体动力学粘度控制。浆料制备方法一般可以包含两个发展过程:团簇的破碎和悬浮团聚体的重组。

行星搅拌机

 团簇破碎是一个复杂的过程,包括磨损、断裂和破碎三种方式。团簇破碎取决于颗粒-颗粒相互作用、浆料溶剂-颗粒相互作用以及最重要的剪切力,剪切力取决于溶剂的粘度和移动速度。磨损通常在低能量下发生,小碎片通过磨损逐渐从大骨料上脱落。当搅拌能量高时,团簇破裂并分成几个部分。它是一种特殊的断裂形式,在这种形式中,团簇同时被分成大量的小块。

行星搅拌机

团簇的重组和分散发展速度的平衡企业主导浆料中团簇的平衡尺寸,存在这样一个具有临界尺寸,在这尺寸要求之下团簇分散速度影响很小。现有研究文献进行报道,合适自己处理系统时间和搅拌能量下,通过计算流体力学剪切搅拌所制备的浆料,团聚体的尺寸不可能小于100纳米,因此只有当学生一次颗粒结构尺寸不小于100纳米时,这种搅拌才有我们可能没有完全可以分散粉体直至最后一次颗粒尺寸。纳米颗粒的完全信息分散不可能真正实现。因此,此种教学方法就是不太适用于纳米复合材料的分散。另外,表面活性剂能改变团聚体组合和分散的平衡,可能使浆料团簇尺寸更小。

行星搅拌机

将双行星分散机作为宏观混合单元引入锂离子电池,将超剪切分散机作为微观分散控制单元,可大大提高锂离子电池浆的分散性和效率。当颗粒分散和结合达到平衡时,即使初始颗粒尺寸为几纳米或几十纳米,最终浆料的尺寸通常大于100nm。在颗粒分散和再结合过程中,再结合颗粒密度高于原分散颗粒密度,孔隙率降低。随着抗剪强度的增加,孔隙率逐渐减小,不利于锂离子的传质。但随着剪切强度的增加,混合物越均匀,颗粒尺寸越小,因此有必要在电极内部结构与料浆混合程度之间寻找一个合适的剪切强度。
 此外,过大的剪切力也会破坏粘结剂的分子链,缩短分子链的长度,削弱粘结剂的作用。因此,高剪切分散体的选择应充分考虑活性物质的粒径、导电剂、平衡粒径、浆体密实度和粘结剂的性能。