行星搅拌机在锂电池匀浆工序中作用
添加时间:2021-11-22   点击次数:344

 电池70% 的质量与电极质量有关,70% 的电极质量与浆料质量有关。因此,做好浆料等于做好电池的一半,均质是电池制造的首要工作,也是核心工作。国内也有大牛说: 实验室的电池技术往往比商业电池技术更精密,但均化过程例外。这也表明均质也是电池制造的难点。
 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 

今朝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。低速搅拌部件为2个折曲框式搅拌桨,采用一个行星齿轮传动,搅拌桨在公转时也自转,使物料管理上下及四周环境运动,从而在时间较短的时间内可以达到自己理想的混合教学效果。高速弥散元件一般为齿排式弥散圆盘,与行星架一起旋转,同时受到高速旋转的剪切和分散作用。 

行星搅拌机 

 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。浆料制备一般包括两个过程: 团块破碎和悬浮聚集体的重组。
 团簇破碎是一个复杂的过程,包含三种途径:磨蚀、断裂、打碎。团簇破碎具体依靠颗粒-颗粒相互作用,浆料溶剂-颗粒相互作用,以及最主要的剪切力,而剪切力又取决于溶剂的粘度和运动速度。磨蚀通常在能量较低时发生,小碎片依靠磨蚀作用渐渐从大团聚体剪切下来。当搅拌能量高时,团簇发生断裂分割成几个部分。打碎是断裂的一种特殊变化形式,这种情况下团簇同时分割成大量的小碎片。下载.jpg
 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不同尺寸,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 

如果将双行星分散器作为宏观混合单元加入到锂离子电池中,将超剪切分散器作为微观分散控制单元,将大大提高锂离子电池浆的分散性和效率。利用该流体剪切分散装置制备的浆料,当颗粒分散和结合达到平衡时,其颗粒尺寸一般大于100nm,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,再结合颗粒密度比原分散颗粒密度高,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。另外,剪切力会破坏粘合剂的分子链,使分子链的长度变短,削弱粘合剂的作用。因此,应综合考虑活性物质、导电剂粒径、平衡后粒径、浆料密度和粘结剂自身性能等因素。