Innanzitutto, il principio della miscelazione
Mescolando le pale e facendo ruotare il telaio, si genera e si mantiene la sospensione meccanica, migliorando il trasferimento di massa tra la fase liquida e quella solida. L'agitazione solido-liquido si suddivide generalmente nelle seguenti fasi: (1) sospensione delle particelle solide; (2) risospensione delle particelle sedimentate; (3) infiltrazione delle particelle sospese nel liquido; (4) utilizzo della forza tra le particelle e tra le particelle e le pale per disperdere gli agglomerati di particelle o controllarne la granulometria; (5) trasferimento di massa tra il liquido e il solido.
In secondo luogo, l'effetto di agitazione
Il processo di compounding consiste nel miscelare i vari componenti della sospensione in un rapporto standard per preparare una miscela che faciliti un rivestimento uniforme e garantisca la consistenza dei pezzi del polo. Gli ingredienti comprendono generalmente cinque processi, ovvero: pretrattamento, miscelazione, bagnatura, dispersione e flocculazione delle materie prime.
In terzo luogo, i parametri della sospensione
1, viscosità:
La resistenza di un fluido al flusso è definita come la quantità di sforzo di taglio richiesto per piano di 25 px 2 quando il liquido scorre a una velocità di 25 px/s, detta viscosità cinematica, in Pa.s.
La viscosità è una proprietà dei fluidi. Quando un fluido scorre in una tubazione, si possono verificare tre stati di flusso: laminare, transitorio e turbolento. Questi tre stati di flusso sono presenti anche nelle apparecchiature di agitazione e uno dei parametri principali che li determinano è la viscosità del fluido.
Durante il processo di agitazione, si considera generalmente che una viscosità inferiore a 5 Pa·s sia indice di un fluido a bassa viscosità, come ad esempio: acqua, olio di ricino, zucchero, marmellata, miele, olio lubrificante, emulsioni a bassa viscosità, ecc.; una viscosità compresa tra 5 e 50 Pa·s sia indice di un fluido a media viscosità, ad esempio: inchiostro, dentifricio, ecc.; una viscosità compresa tra 50 e 500 Pa·s sia indice di un fluido ad alta viscosità, come ad esempio: gomma da masticare, plastisol, combustibile solido, ecc.; una viscosità superiore a 500 Pa·s sia indice di un fluido ad altissima viscosità, come ad esempio: miscele di gomma, materie plastiche fuse, silicone organico e così via.
2, dimensione delle particelle D50:
L'intervallo dimensionale delle particelle corrisponde al 50% in volume delle particelle nella sospensione.
3, contenuto solido:
La percentuale di materia solida nella sospensione, il rapporto teorico del contenuto solido è inferiore al contenuto solido della spedizione
In quarto luogo, la misura degli effetti misti
Un metodo per rilevare l'uniformità della miscelazione di un sistema di sospensione solido-liquido:
1. Misurazione diretta
1) Metodo della viscosità: prelievo di campioni da diverse posizioni del sistema, misurazione della viscosità della sospensione con un viscosimetro; minore è la deviazione, più uniforme è la miscelazione;
2) Metodo particellare:
A. Prelevando campioni da diverse posizioni del sistema, si utilizza un raschietto per particelle per osservare la granulometria della sospensione; più la granulometria è vicina alla granulometria della polvere della materia prima, più uniforme è la miscelazione;
B, prelevando campioni da diverse posizioni del sistema, utilizzando un misuratore di dimensioni delle particelle a diffrazione laser per osservare la dimensione delle particelle della sospensione; più normale è la distribuzione delle dimensioni delle particelle, più piccole sono le particelle più grandi, più uniforme è la miscelazione;
3) Metodo della densità relativa: campionamento da diverse posizioni del sistema, misurazione della densità della sospensione, minore è la deviazione, più uniforme è la miscelazione
2. Misurazione indiretta
1) Metodo del contenuto solido (macroscopico): campionamento da diverse posizioni del sistema, dopo cottura a temperatura e tempo appropriati, misurazione del peso della parte solida, minore è la deviazione, più uniforme è la miscelazione;
2) SEM/EPMA (microscopico): prelevare campioni da diverse posizioni del sistema, applicarli al substrato, essiccarli e osservare la distribuzione delle particelle o degli elementi nel film dopo l'essiccazione della sospensione tramite SEM (microscopio elettronico) / EPMA (sonda elettronica); (i solidi del sistema sono solitamente materiali conduttori)
Cinque, processo di agitazione dell'anodo
Nero di carbonio conduttivo: Utilizzato come agente conduttivo. Funzione: Collegare le particelle di materiale attivo di grandi dimensioni per migliorare la conduttività.
Lattice di copolimero — SBR (gomma stirene-butadiene): utilizzato come legante. Nome chimico: lattice di copolimero stirene-butadiene (lattice di polistirene-butadiene), lattice solubile in acqua, contenuto di solidi 48~50%, pH 4~7, punto di congelamento -5~0 °C, punto di ebollizione circa 100 °C, temperatura di conservazione 5~35 °C. L'SBR è una dispersione polimerica anionica con buona stabilità meccanica e lavorabilità, e presenta un'elevata forza di adesione.
Carbossimetilcellulosa sodica (CMC): utilizzata come addensante e stabilizzante. Si presenta come una polvere di fibre flocculate bianca o giallastra, inodore, insapore e non tossica; solubile in acqua fredda o calda, forma un gel; la soluzione è neutra o leggermente alcalina; insolubile in etanolo, etere, solvente organico come alcol isopropilico o acetone; solubile in una soluzione acquosa al 60% di etanolo o acetone. È igroscopica, stabile alla luce e al calore; la viscosità diminuisce con l'aumentare della temperatura; la soluzione è stabile a pH compreso tra 2 e 10; a pH inferiore a 2 si verifica la precipitazione di solidi; a pH superiore a 10 si osserva la temperatura di viraggio del colore a 227 °C, la temperatura di carbonizzazione a 252 °C e la tensione superficiale della soluzione acquosa al 2% è di 71 nm/n.
Il processo di agitazione e rivestimento dell'anodo è il seguente:
Sesto, processo di agitazione del catodo
Nero di carbonio conduttivo: Utilizzato come agente conduttivo. Funzione: Collegare le particelle di materiale attivo di grandi dimensioni per migliorare la conduttività.
NMP (N-metilpirrolidone): utilizzato come solvente di agitazione. Nome chimico: N-metil-2-polirrolidone, formula molecolare: C5H9NO. L'N-metilpirrolidone è un liquido con un leggero odore di ammoniaca, miscibile con acqua in qualsiasi proporzione e quasi completamente miscelabile con tutti i solventi (etanolo, acetaldeide, chetoni, idrocarburi aromatici, ecc.). Il punto di ebollizione è di 204 °C, il punto di infiammabilità di 95 °C. L'NMP è un solvente polare aprotico a bassa tossicità, con elevato punto di ebollizione, eccellente solubilità, selettività e stabilità. Ampiamente utilizzato nell'estrazione di aromatici e nella purificazione di acetilene, olefine e diolefine. Il solvente utilizzato per il polimero e il mezzo per la polimerizzazione sono attualmente impiegati nella nostra azienda per NMP-002-02, con una purezza >99,8%, una densità relativa di 1,025~1,040 e un contenuto di acqua <0,005% (500 ppm).
PVDF (polivinilidenfluoruro): utilizzato come addensante e legante. Polimero cristallino in polvere bianca con una densità relativa da 1,75 a 1,78. Possiede un'ottima resistenza ai raggi UV e agli agenti atmosferici, e la sua pellicola non si indurisce né si screpola dopo essere stata esposta all'esterno per uno o due decenni. Le proprietà dielettriche del polivinilidenfluoruro sono specifiche: la costante dielettrica è elevata, pari a 6-8 (MHz~60Hz), e anche la tangente di perdita dielettrica è elevata, circa 0,02~0,2, mentre la resistenza volumetrica è leggermente inferiore, pari a 2×10¹⁴ΩNaN. La sua temperatura di utilizzo a lungo termine è compresa tra -40 °C e +150 °C; in questo intervallo di temperatura, il polimero presenta buone proprietà meccaniche. Presenta una temperatura di transizione vetrosa di -39 °C, una temperatura di infragilimento di -62 °C o inferiore, un punto di fusione cristallina di circa 170 °C e una temperatura di decomposizione termica di 316 °C o superiore.
Processo di agitazione e rivestimento del catodo:
7. Caratteristiche di viscosità della sospensione
1. Curva della viscosità della sospensione in funzione del tempo di agitazione
Man mano che il tempo di agitazione aumenta, la viscosità della sospensione tende a stabilizzarsi su un valore costante (si può affermare che la sospensione si è dispersa uniformemente).
2. Curva della viscosità della sospensione in funzione della temperatura
Più alta è la temperatura, minore è la viscosità della sospensione, e la viscosità tende a stabilizzarsi su un valore costante una volta raggiunta una certa temperatura.
3. Curva del contenuto di solidi della sospensione nel serbatoio di trasferimento in funzione del tempo
Dopo essere stata mescolata, la sospensione viene convogliata tramite tubazione al serbatoio di trasferimento per il rivestimento. Il serbatoio di trasferimento viene agitato a una velocità di rotazione di 25 Hz (740 giri/min) e di rivoluzione di 35 Hz (35 giri/min) per garantire che i parametri della sospensione, inclusi la temperatura della polpa, la viscosità e il contenuto di solidi, rimangano stabili e non subiscano variazioni, al fine di assicurare l'uniformità del rivestimento.
4. Curva della viscosità della sospensione in funzione del tempo
Data di pubblicazione: 28 ottobre 2019