लिथियम आयन बैटरी के धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड स्लरी की सरगर्मी प्रक्रिया का सारांश

सबसे पहले, मिश्रण का सिद्धांत
ब्लेडों और घूर्णनशील फ्रेम को एक दूसरे के साथ घुमाकर, यांत्रिक निलंबन उत्पन्न और बनाए रखा जाता है, और तरल और ठोस अवस्थाओं के बीच द्रव्यमान स्थानांतरण को बढ़ाया जाता है। ठोस-तरल संचलन को सामान्यतः निम्नलिखित भागों में विभाजित किया जाता है: (1) ठोस कणों का निलंबन; (2) जमे हुए कणों का पुनः निलंबन; (3) निलंबित कणों का तरल में अंतर्प्रवेश; (4) कणों के बीच और कणों तथा पैडल के बीच बल का उपयोग करके कणों के समूह को बिखेरना या कणों के आकार को नियंत्रित करना; (5) तरल और ठोस के बीच द्रव्यमान स्थानांतरण।

दूसरा, उत्तेजना का प्रभाव

मिश्रण प्रक्रिया में, घोल में मौजूद विभिन्न घटकों को एक मानक अनुपात में मिलाया जाता है ताकि एक समान कोटिंग हो सके और पोल के टुकड़ों की स्थिरता सुनिश्चित हो सके। इस प्रक्रिया में आम तौर पर पाँच प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं, जैसे: कच्चे माल का पूर्व-उपचार, मिश्रण, गीला करना, फैलाव और जमाव।

तीसरा, घोल के मापदंड

1. श्यानता:

किसी द्रव के प्रवाह के प्रतिरोध को 25 px/s की दर से द्रव के प्रवाह के दौरान प्रति 25 px/s समतल पर आवश्यक अपरूपण तनाव की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसे गतिज श्यानता (Pa.s में) कहा जाता है।
श्यानता द्रवों का एक गुण है। जब द्रव पाइपलाइन में प्रवाहित होता है, तो इसकी तीन अवस्थाएँ होती हैं: अनुप्रवाह, संक्रमणकालीन प्रवाह और अशांत प्रवाह। ये तीनों प्रवाह अवस्थाएँ सरगर्मी उपकरण में भी मौजूद होती हैं, और इन अवस्थाओं को निर्धारित करने वाले मुख्य मापदंडों में से एक द्रव की श्यानता है।
हिलाने की प्रक्रिया के दौरान, आमतौर पर यह माना जाता है कि 5 Pa.s से कम श्यानता वाला तरल पदार्थ कम श्यानता वाला होता है, जैसे: पानी, अरंडी का तेल, चीनी, जैम, शहद, चिकनाई वाला तेल, कम श्यानता वाला इमल्शन आदि; 5-50 Pas मध्यम श्यानता वाला तरल पदार्थ होता है, उदाहरण के लिए: स्याही, टूथपेस्ट आदि; 50-500 Pas उच्च श्यानता वाले तरल पदार्थ होते हैं, जैसे च्युइंग गम, प्लास्टिसोल, ठोस ईंधन आदि; 500 Pas से अधिक अत्यधिक श्यानता वाले तरल पदार्थ होते हैं, जैसे: रबर मिश्रण, प्लास्टिक पिघल, कार्बनिक सिलिकॉन इत्यादि।

2, कण आकार D50:

स्लरी में कणों के आयतन के 50% के कण आकार की सीमा।

3. ठोस सामग्री:

स्लरी में ठोस पदार्थ का प्रतिशत, ठोस सामग्री का सैद्धांतिक अनुपात शिपमेंट की ठोस सामग्री से कम है।

चौथा, मिश्रित प्रभावों का माप

ठोस-तरल निलंबन प्रणाली के मिश्रण और मिश्रण की एकरूपता का पता लगाने की एक विधि:

1. प्रत्यक्ष माप

1) श्यानता विधि: सिस्टम के विभिन्न स्थानों से नमूने लेकर, विस्कोमीटर से घोल की श्यानता मापना; विचलन जितना कम होगा, मिश्रण उतना ही एकसमान होगा;

2) कण विधि:

ए, सिस्टम के विभिन्न स्थानों से नमूने लेकर, कण आकार खुरचनी का उपयोग करके घोल के कण आकार का अवलोकन करना; कण का आकार कच्चे माल के पाउडर के आकार के जितना करीब होगा, मिश्रण उतना ही अधिक एकसमान होगा;

बी, सिस्टम के विभिन्न स्थानों से नमूने लेकर, लेजर विवर्तन कण आकार परीक्षक का उपयोग करके घोल के कण आकार का अवलोकन करना; कण आकार वितरण जितना अधिक सामान्य होगा, बड़े कण उतने ही छोटे होंगे, और मिश्रण उतना ही अधिक एकसमान होगा;

3) विशिष्ट गुरुत्व विधि: सिस्टम के विभिन्न स्थानों से नमूने लेकर, घोल के घनत्व को मापना; घनत्व में विचलन जितना कम होगा, मिश्रण उतना ही एकसमान होगा।

2. अप्रत्यक्ष माप

1) ठोस सामग्री विधि (मैक्रोस्कोपिक): सिस्टम के विभिन्न स्थानों से नमूने लेना, उचित तापमान और समय तक पकाने के बाद, ठोस भाग के वजन को मापना, विचलन जितना कम होगा, मिश्रण उतना ही अधिक एकसमान होगा;

2) एसईएम/ईपीएमए (सूक्ष्मदर्शी): सिस्टम के विभिन्न स्थानों से नमूने लेकर, उन्हें सब्सट्रेट पर लगाएं, सुखाएं और घोल के सूखने के बाद फिल्म में कणों या तत्वों का एसईएम (इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप) / ईपीएमए (इलेक्ट्रॉन प्रोब) द्वारा वितरण का अवलोकन करें; (सिस्टम के ठोस पदार्थ आमतौर पर चालक पदार्थ होते हैं)

पांचवा, एनोड सरगर्मी प्रक्रिया

चालक कार्बन ब्लैक: चालकता बढ़ाने वाले पदार्थ के रूप में उपयोग किया जाता है। कार्य: चालकता को बेहतर बनाने के लिए बड़े सक्रिय पदार्थ कणों को आपस में जोड़ना।

कोपोलिमर लेटेक्स — एसबीआर (स्टाइरीन ब्यूटाडीन रबर): बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है। रासायनिक नाम: स्टाइरीन-ब्यूटाडीन कोपोलिमर लेटेक्स (पॉलीस्टाइरीन ब्यूटाडीन लेटेक्स), जल में घुलनशील लेटेक्स, ठोस पदार्थ की मात्रा 48~50%, पीएच 4~7, हिमांक -5~0 °C, क्वथनांक लगभग 100 °C, भंडारण तापमान 5~35 °C। एसबीआर एक आयनिक बहुलक फैलाव है जिसमें अच्छी यांत्रिक स्थिरता और संचालन क्षमता होती है, और इसकी बंधन शक्ति उच्च होती है।

सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज (सीएमसी) – (कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज सोडियम): गाढ़ापन और स्थिरता प्रदान करने वाले पदार्थ के रूप में उपयोग किया जाता है। यह सफेद या पीले रंग के रेशेदार पाउडर या सफेद पाउडर के रूप में दिखाई देता है, गंधहीन, स्वादहीन और विषैला नहीं होता है; ठंडे या गर्म पानी में घुलनशील होकर जेल बनाता है, घोल उदासीन या हल्का क्षारीय होता है, इथेनॉल, ईथर, आइसोप्रोपाइल अल्कोहल या एसीटोन जैसे कार्बनिक विलायकों में अघुलनशील होता है, लेकिन इथेनॉल या एसीटोन के 60% जलीय घोल में घुलनशील होता है। यह नमी सोखने वाला, प्रकाश और गर्मी के प्रति स्थिर होता है, तापमान बढ़ने पर इसकी श्यानता घटती है, घोल pH 2 से 10 तक स्थिर रहता है, pH 2 से कम होने पर ठोस अवक्षेपित हो जाते हैं, और pH 10 से अधिक होने पर भी स्थिर रहता है। रंग परिवर्तन का तापमान 227°C था, कार्बनीकरण का तापमान 252°C था, और 2% जलीय घोल का पृष्ठ तनाव 71 nm/n था।

एनोड को हिलाने और कोटिंग करने की प्रक्रिया इस प्रकार है:

 
छठा, कैथोड सरगर्मी प्रक्रिया

चालक कार्बन ब्लैक: चालकता बढ़ाने वाले पदार्थ के रूप में उपयोग किया जाता है। कार्य: चालकता को बेहतर बनाने के लिए बड़े सक्रिय पदार्थ कणों को आपस में जोड़ना।

एनएमपी (एन-मिथाइलपाइरोलिडोन): इसका उपयोग एक स्टिरिंग सॉल्वेंट के रूप में किया जाता है। रासायनिक नाम: एन-मिथाइल-2-पॉलीरोलिडोन, आणविक सूत्र: C5H9NO। एन-मिथाइलपाइरोलिडोन एक हल्की अमोनिया जैसी गंध वाला तरल पदार्थ है जो पानी में किसी भी अनुपात में घुलनशील है और लगभग सभी सॉल्वेंट्स (इथेनॉल, एसीटैल्डिहाइड, कीटोन, एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन आदि) के साथ पूरी तरह से घुल जाता है। इसका क्वथनांक 204°C और फ्लैश पॉइंट 95°C है। एनएमपी एक ध्रुवीय एप्रोटिक सॉल्वेंट है जिसमें कम विषाक्तता, उच्च क्वथनांक, उत्कृष्ट घुलनशीलता, चयनात्मकता और स्थिरता होती है। इसका व्यापक रूप से एरोमैटिक्स निष्कर्षण; एसिटिलीन, ओलेफिन और डायोलेफिन के शुद्धिकरण में उपयोग किया जाता है। पॉलिमर के लिए प्रयुक्त विलायक और बहुलकीकरण के लिए माध्यम वर्तमान में हमारी कंपनी में NMP-002-02 के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिनकी शुद्धता >99.8%, विशिष्ट गुरुत्व 1.025~1.040 और जल सामग्री <0.005% (500ppm) है।

पीवीडीएफ (पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड): इसका उपयोग गाढ़ा करने वाले पदार्थ और बांधने वाले पदार्थ के रूप में किया जाता है। यह सफेद रंग का पाउडरनुमा क्रिस्टलीय बहुलक है जिसका सापेक्ष घनत्व 1.75 से 1.78 होता है। इसमें पराबैंगनी किरणों और मौसम के प्रभावों के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध क्षमता होती है, और एक-दो दशकों तक खुले में रखे रहने के बाद भी इसकी परत सख्त या फटती नहीं है। पॉलीविनाइलिडीन फ्लोराइड के परावैद्युत गुण विशिष्ट होते हैं, इसका परावैद्युत स्थिरांक 6-8 (MHz~60Hz) तक होता है, और परावैद्युत हानि स्पर्शरेखा भी लगभग 0.02~0.2 होती है, तथा इसका आयतन प्रतिरोध थोड़ा कम होता है, जो 2×10¹⁴ΩNaN होता है। इसका दीर्घकालिक उपयोग तापमान -40°C से +150°C तक होता है, इस तापमान सीमा में बहुलक के यांत्रिक गुण अच्छे होते हैं। इसका ग्लास ट्रांजिशन तापमान -39 डिग्री सेल्सियस, भंगुरता तापमान -62 डिग्री सेल्सियस या उससे कम, क्रिस्टल गलनांक लगभग 170 डिग्री सेल्सियस और थर्मल अपघटन तापमान 316 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक है।

कैथोड को हिलाने और कोटिंग करने की प्रक्रिया:

7. घोल की श्यानता विशेषताएँ

1. घोल की श्यानता का हिलाने के समय के साथ वक्र

जैसे-जैसे हिलाने का समय बढ़ाया जाता है, घोल की चिपचिपाहट बिना बदले एक स्थिर मान की ओर बढ़ने लगती है (यह कहा जा सकता है कि घोल समान रूप से फैला हुआ है)।

2. तापमान के साथ घोल की श्यानता का वक्र

तापमान जितना अधिक होगा, घोल की श्यानता उतनी ही कम होगी, और एक निश्चित तापमान पर पहुँचने पर श्यानता एक स्थिर मान की ओर अग्रसर होती है।

3. स्थानांतरण टैंक के घोल में ठोस पदार्थों की मात्रा का समय के साथ वक्र

स्लरी को हिलाने के बाद, इसे कोटिंग के लिए ट्रांसफर टैंक में पाइप के माध्यम से भेजा जाता है। ट्रांसफर टैंक को 25 हर्ट्ज़ (740 आरपीएम) और 35 हर्ट्ज़ (35 आरपीएम) की गति से घुमाया जाता है ताकि स्लरी के सभी पैरामीटर स्थिर रहें और उनमें कोई बदलाव न आए, जिसमें पल्प, मटेरियल का तापमान, चिपचिपाहट और ठोस पदार्थ की मात्रा शामिल है, जिससे स्लरी कोटिंग में एकरूपता सुनिश्चित हो सके।

4. समय के साथ घोल की श्यानता का वक्र