Primero, el principio de mezcla
Al agitar las paletas y el marco giratorio para que roten entre sí, se genera y mantiene la suspensión mecánica, y se mejora la transferencia de masa entre las fases líquida y sólida. La agitación sólido-líquido generalmente se divide en las siguientes partes: (1) suspensión de partículas sólidas; (2) resuspensión de partículas sedimentadas; (3) infiltración de partículas suspendidas en el líquido; (4) uso de la fuerza entre partículas y entre partículas y paletas para dispersar los aglomerados de partículas o controlar el tamaño de las partículas; (5) transferencia de masa entre el líquido y el sólido.
Segundo, el efecto de agitación
El proceso de composición consiste en mezclar los distintos componentes de la suspensión en una proporción estándar para preparar una suspensión que facilite un recubrimiento uniforme y garantice la consistencia de las piezas polares. Los ingredientes generalmente comprenden cinco procesos: pretratamiento, mezcla, humectación, dispersión y floculación de las materias primas.
En tercer lugar, los parámetros de la suspensión
1, viscosidad:
La resistencia de un fluido a un flujo se define como la cantidad de esfuerzo cortante requerido por plano de 25 px 2 cuando el líquido fluye a una velocidad de 25 px/s, llamada viscosidad cinemática, en Pa.s.
La viscosidad es una propiedad de los fluidos. Cuando un fluido fluye por una tubería, existen tres estados de flujo: laminar, transicional y turbulento. Estos tres estados de flujo también están presentes en los equipos de agitación, y uno de los parámetros principales que los determinan es la viscosidad del fluido.
Durante el proceso de agitación, generalmente se considera que una viscosidad menor a 5 Pa·s es un fluido de baja viscosidad, como por ejemplo: agua, aceite de ricino, azúcar, mermelada, miel, aceite lubricante, emulsión de baja viscosidad, etc.; de 5 a 50 Pa·s es un fluido de viscosidad media, por ejemplo: tinta, pasta de dientes, etc.; de 50 a 500 Pa·s son fluidos de alta viscosidad, como chicle, plastisol, combustible sólido, etc.; y más de 500 Pa·s son fluidos de viscosidad extra alta, como por ejemplo: mezclas de caucho, plásticos fundidos, silicio orgánico, etc.
2, tamaño de partícula D50:
El rango de tamaño de partícula del 50% en volumen de las partículas en la suspensión.
3, contenido sólido:
El porcentaje de materia sólida en la suspensión, la proporción teórica del contenido de sólidos es menor que el contenido de sólidos del envío.
En cuarto lugar, la medida de los efectos mixtos
Método para detectar la uniformidad de la mezcla y homogeneidad de un sistema de suspensión sólido-líquido:
1. Medición directa
1) Método de viscosidad: se toman muestras de diferentes posiciones del sistema y se mide la viscosidad de la suspensión con un viscosímetro; cuanto menor sea la desviación, más uniforme será la mezcla;
2) Método de partículas:
A) Tomando muestras de diferentes posiciones del sistema, utilizando un rascador de tamaño de partícula para observar el tamaño de partícula de la suspensión; cuanto más se acerque el tamaño de partícula al tamaño del polvo de materia prima, más uniforme será la mezcla;
B, tomando muestras de diferentes posiciones del sistema, utilizando un analizador de tamaño de partículas por difracción láser para observar el tamaño de las partículas de la suspensión; cuanto más normal sea la distribución del tamaño de las partículas, más pequeñas serán las partículas más grandes y más uniforme será la mezcla;
3) Método de gravedad específica: se toman muestras de diferentes posiciones del sistema y se mide la densidad de la suspensión; cuanto menor sea la desviación, más uniforme será la mezcla.
2. Medición indirecta
1) Método de contenido sólido (macroscópico): Tomar muestras de diferentes posiciones del sistema, después de hornear a la temperatura y tiempo adecuados, medir el peso de la parte sólida, cuanto menor sea la desviación, más uniforme será la mezcla;
2) SEM/EPMA (microscópico): se toma una muestra de diferentes posiciones del sistema, se aplica al sustrato, se seca y se observan las partículas o elementos en la película después del secado de la suspensión mediante SEM (microscopio electrónico) / EPMA (sonda electrónica). Distribución; (los sólidos del sistema suelen ser materiales conductores).
Cinco, proceso de agitación del ánodo
Negro de humo conductor: Se utiliza como agente conductor. Función: Conectar partículas grandes de material activo para mejorar la conductividad.
Látex de copolímero — SBR (caucho de estireno-butadieno): se utiliza como aglutinante. Nombre químico: látex de copolímero de estireno-butadieno (látex de poliestireno-butadieno), látex soluble en agua, contenido de sólidos 48~50%, pH 4~7, punto de congelación -5~0 °C, punto de ebullición aproximadamente 100 °C, temperatura de almacenamiento 5~35 °C. El SBR es una dispersión de polímero aniónico con buena estabilidad mecánica y operabilidad, y posee una alta resistencia de unión.
Carboximetilcelulosa sódica (CMC) – (carboximetilcelulosa sódica): se utiliza como espesante y estabilizador. Su apariencia es como polvo de fibra floc blanca o amarillenta o polvo blanco, inodoro, insípido, no tóxico; soluble en agua fría o caliente, formando un gel, la solución es neutra o ligeramente alcalina, insoluble en etanol, éter, un solvente orgánico como alcohol isopropílico o acetona es soluble en una solución acuosa al 60% de etanol o acetona. Es higroscópico, estable a la luz y al calor, la viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura, la solución es estable a pH 2 a 10, pH es menor que 2, se precipitan sólidos, y pH es mayor que 10. La temperatura de cambio de color fue de 227 °C, la temperatura de carbonización fue de 252 °C, y la tensión superficial de la solución acuosa al 2% fue de 71 nm/n.
El proceso de agitación y recubrimiento del ánodo es el siguiente:
Sexto, proceso de agitación del cátodo
Negro de humo conductor: Se utiliza como agente conductor. Función: Conectar partículas grandes de material activo para mejorar la conductividad.
NMP (N-metilpirrolidona): se utiliza como disolvente de agitación. Nombre químico: N-metil-2-polirrolidona, fórmula molecular: C5H9NO. La N-metilpirrolidona es un líquido con un ligero olor a amoníaco, miscible con agua en cualquier proporción y que se mezcla casi completamente con todos los disolventes (etanol, acetaldehído, cetonas, hidrocarburos aromáticos, etc.). Su punto de ebullición es de 204 °C y su punto de inflamación de 95 °C. La NMP es un disolvente polar aprótico de baja toxicidad, alto punto de ebullición, excelente solubilidad, selectividad y estabilidad. Se utiliza ampliamente en la extracción de aromáticos; purificación de acetileno, olefinas y diolefinas. El disolvente utilizado para el polímero y el medio de polimerización que utilizamos actualmente en nuestra empresa es NMP-002-02, con una pureza >99,8 %, una densidad relativa de 1,025~1,040 y un contenido de agua <0,005 % (500 ppm).
PVDF (fluoruro de polivinilideno): se utiliza como espesante y aglutinante. Polímero cristalino blanco en polvo con una densidad relativa de 1,75 a 1,78. Posee una excelente resistencia a los rayos UV y a la intemperie, y su película no se endurece ni se agrieta tras permanecer expuesta al aire libre durante una o dos décadas. Las propiedades dieléctricas del fluoruro de polivinilideno son específicas: la constante dieléctrica alcanza los 6-8 (MHz~60Hz), la tangente de pérdida dieléctrica es elevada, alrededor de 0,02~0,2, y la resistencia volumétrica es ligeramente inferior, de 2×10¹⁴ΩNaN. Su temperatura de uso a largo plazo oscila entre -40 °C y +150 °C; en este rango, el polímero presenta buenas propiedades mecánicas. Tiene una temperatura de transición vítrea de -39 °C, una temperatura de fragilización de -62 °C o menos, un punto de fusión cristalina de aproximadamente 170 °C y una temperatura de descomposición térmica de 316 °C o más.
Proceso de agitación y recubrimiento del cátodo:
7. Características de viscosidad de la suspensión
1. Curva de viscosidad de la suspensión en función del tiempo de agitación.
A medida que se prolonga el tiempo de agitación, la viscosidad de la suspensión tiende a alcanzar un valor estable sin cambios (se puede decir que la suspensión se ha dispersado uniformemente).
2. Curva de viscosidad de la suspensión con la temperatura
Cuanto mayor sea la temperatura, menor será la viscosidad de la suspensión, y la viscosidad tiende a un valor estable cuando alcanza cierta temperatura.
3. Curva del contenido de sólidos de la suspensión del tanque de transferencia en función del tiempo.
Tras agitar la suspensión, se bombea al tanque de transferencia para su recubrimiento. El tanque de transferencia se agita a 25 Hz (740 RPM) y 35 Hz (35 RPM) para garantizar la estabilidad de los parámetros de la suspensión, incluyendo la temperatura, la viscosidad y el contenido de sólidos, asegurando así la uniformidad del recubrimiento.
4. Curva de viscosidad de la suspensión en función del tiempo.
Fecha de publicación: 28 de octubre de 2019