סיכום תהליך הערבוב של תרחיף אלקטרודות חיוביות ושליליות של סוללת ליתיום-יון

ראשית, עקרון הערבוב
על ידי ערבוב הלהבים והמסגרת המסתובבת כך שיסובבו זה את זה, נוצר ומתוחזק המתלה המכני, ומעבר המסה בין הפאזות הנוזל והמוצק משופר. ערבוב מוצק-נוזל מחולק בדרך כלל לחלקים הבאים: (1) השעיה של חלקיקים מוצקים; (2) השעיה מחדש של חלקיקים שקועים; (3) חלחול של חלקיקים מרחפים לנוזל; (4) שימוש בין חלקיקים ובין חלקיקים למשוטים. הכוח גורם לפיזור צבירי החלקיקים או לשלוט בגודל החלקיקים; (5) העברת המסה בין הנוזל למוצק.

שנית, אפקט העורר

תהליך ההרכבה למעשה מערבב את הרכיבים השונים בתרחיף יחד ביחס סטנדרטי כדי להכין תרחיף המאפשר ציפוי אחיד ומבטיח את העקביות של חלקי הקטבים. המרכיבים כוללים בדרך כלל חמישה תהליכים, דהיינו: טיפול מקדים, ערבוב, הרטבה, פיזור והפתתה של חומרי הגלם.

שלישית, פרמטרי התערובת

1, צמיגות:

ההתנגדות של נוזל לזרימה מוגדרת ככמות מאמץ הגזירה הנדרשת לכל מישור של 25 פיקסלים לשנייה כאשר הנוזל זורם בקצב של 25 פיקסלים לשנייה, הנקראת צמיגות קינמטית, ב-Pa.s.
צמיגות היא תכונה של נוזלים. כאשר הנוזל זורם בצינור, ישנם שלושה מצבים של זרימה למינרית, זרימה מעבר וזרימה טורבולנטית. שלושת מצבי הזרימה הללו קיימים גם בציוד הערבוב, ואחד הפרמטרים העיקריים הקובעים מצבים אלה הוא צמיגות הנוזל.
במהלך תהליך הערבוב, מקובל לחשוב שהצמיגות נמוכה מ-5 פסקל לשנייה היא נוזל בעל צמיגות נמוכה, כגון: מים, שמן קיק, סוכר, ריבה, דבש, שמן סיכה, אמולסיה בעלת צמיגות נמוכה וכו'; 5-50 פסקל לשנייה הוא נוזל בעל צמיגות בינונית. לדוגמה: דיו, משחת שיניים וכו'; 50-500 פסקל לשנייה הם נוזלים בעלי צמיגות גבוהה, כגון מסטיק, פלסטיסול, דלק מוצק וכו'; נוזלים בעלי צמיגות גבוהה במיוחד מ-500 פסקל לשנייה הם נוזלים בעלי צמיגות גבוהה במיוחד כגון: תערובות גומי, פלסטיק נמס, סיליקון אורגני וכן הלאה.

2, גודל חלקיקים D50:

טווח הגודל של גודל החלקיקים של 50% לפי נפח של החלקיקים בתרחיף

3, תוכן מוצק:

אחוז החומר המוצק בתרחיף, היחס התיאורטי של תכולת המוצק קטן מתכולת המוצק של המשלוח.

רביעית, מדד ההשפעות המעורבות

שיטה לגילוי אחידות הערבוב והערבוב של מערכת תרחיף מוצק-נוזל:

1, מדידה ישירה

1) שיטת צמיגות: דגימה ממיקומים שונים במערכת, מדידת צמיגות התרחיף בעזרת ויסקומטר; ככל שהסטייה קטנה יותר, כך הערבוב אחיד יותר;

2) שיטת החלקיקים:

א, דגימה ממיקומים שונים במערכת, באמצעות מגרד גודל חלקיקים כדי לבחון את גודל החלקיקים של התרחיף; ככל שגודל החלקיקים קרוב יותר לגודל אבקת חומר הגלם, כך הערבוב אחיד יותר;

ב, דגימה ממיקומים שונים של המערכת, באמצעות בודק גודל חלקיקים בלייזר כדי לבחון את גודל החלקיקים של התרחיף; ככל שפיזור גודל החלקיקים נורמלי יותר, ככל שהחלקיקים גדולים יותר, כך הערבוב אחיד יותר;

3) שיטת משקל סגולי: דגימה ממיקומים שונים של המערכת, מדידת צפיפות התרחיף, ככל שהסטייה קטנה יותר, כך הערבוב אחיד יותר

2. מדידה עקיפה

1) שיטת תוכן מוצק (מקרוסקופית): דגימה ממיקומים שונים של המערכת, לאחר אפייה בטמפרטורה ובזמן מתאימים, מדידת משקל החלק המוצק, ככל שהסטייה קטנה יותר, כך הערבוב אחיד יותר;

2) SEM/EPMA (מיקרוסקופי): דגימה ממיקומים שונים של המערכת, מריחתה על המצע, ייבוש, וצפייה בחלקיקים או אלמנטים בסרט לאחר ייבוש התרחיף באמצעות SEM (מיקרוסקופ אלקטרונים) / EPMA (גשש אלקטרונים) פיזור; (מוצקים במערכת הם בדרך כלל חומרים מוליכים)

חמש, תהליך ערבוב האנודה

פחמן שחור מוליך: משמש כחומר מוליך. תפקיד: חיבור חלקיקי חומר פעיל גדולים כדי להפוך את המוליכות טובה.

לטקס קופולימר — SBR (גומי סטירן בוטאדיאן): משמש כחומר מקשר. שם כימי: לטקס קופולימר סטירן-בוטדיאן (לטקס פוליסטירן בוטאדיאן), לטקס מסיס במים, תכולת מוצקים 48~50%, pH 4~7, נקודת קיפאון -5~0 מעלות צלזיוס, נקודת רתיחה כ-100 מעלות צלזיוס, טמפרטורת אחסון 5~35 מעלות צלזיוס. SBR הוא פיזור פולימר אניוני בעל יציבות מכנית ותפעול טובות, ובעל חוזק קשר גבוה.

נתרן קרבוקסימטיל תאית (CMC) – (קרבוקסימטיל תאית נתרן): משמש כמעבה ומייצב. המראה הוא אבקה לבנה או צהבהבה של סיבים פלוקיים או אבקה לבנה, חסר ריח, חסר טעם, לא רעיל; מסיס במים קרים או מים חמים, ויוצר ג'ל, התמיסה ניטרלית או מעט בסיסית, לא מסיסה באתנול, אתר. ממס אורגני כמו אלכוהול איזופרופילי או אצטון מסיס בתמיסה מימית 60% של אתנול או אצטון. הוא היגרוסקופי, יציב לאור ולחום, הצמיגות יורדת עם עליית הטמפרטורה, התמיסה יציבה ב-pH 2 עד 10, pH נמוך מ-2, מוצקים שוקעים, ו-pH גבוה מ-10. טמפרטורת שינוי הצבע הייתה 227 מעלות צלזיוס, טמפרטורת הפחמן הייתה 252 מעלות צלזיוס, ומתח הפנים של התמיסה המימית 2% היה 71 ננומטר/ניטרול.

תהליך ערבוב וציפוי האנודה הוא כדלקמן:

 
שישית, תהליך ערבוב הקתודה

פחמן שחור מוליך: משמש כחומר מוליך. תפקיד: חיבור חלקיקי חומר פעיל גדולים כדי להפוך את המוליכות טובה.

NMP (N-מתילפירולידון): משמש כממס לערבוב. שם כימי: N-מתיל-2-פולירולידון, נוסחה מולקולרית: C5H9NO. N-מתילפירולידון הוא נוזל בעל ריח קל של אמוניה, הניתן לערבוב עם מים בכל פרופורציה ומתערבב כמעט לחלוטין עם כל הממסים (אתנול, אצטאלדהיד, קטון, פחמימנים ארומטיים וכו'). נקודת הרתיחה היא 204 מעלות צלזיוס, נקודת הבזק של 95 מעלות צלזיוס. NMP הוא ממס אפרוטי קוטבי בעל רעילות נמוכה, נקודת רתיחה גבוהה, מסיסות מצוינת, סלקטיביות ויציבות. נמצא בשימוש נרחב בחילוץ חומרים ארומטיים; טיהור אצטילן, אולפינים ודיאולפינים. הממס המשמש לפולימר והמצע לפולימריזציה משמשים כיום בחברתנו עבור NMP-002-02, עם טוהר של >99.8%, משקל סגולי של 1.025~1.040, ותכולת מים של <0.005% (500ppm).

PVDF (פוליווינילידן פלואוריד): משמש כמעבה וקלסר. פולימר גבישי לבן אבקתי עם צפיפות יחסית של 1.75 עד 1.78. יש לו עמידות טובה במיוחד בפני קרינת UV ועמידות בפני מזג אוויר, והשכבה שלו אינה קשה וסדוקה לאחר הצבה בחוץ במשך עשור או שניים. התכונות הדיאלקטריות של פוליווינילידן פלואוריד הן ספציפיות, הקבוע הדיאלקטרי גבוה עד 6-8 (MHz ~ 60Hz), וגם משיק ההפסד הדיאלקטרי גדול, כ-0.02 ~ 0.2, והתנגדות הנפח נמוכה מעט, שהיא 2 × 1014ΩNaN. טמפרטורת השימוש לטווח ארוך שלו היא -40 ° C ~ +150 ° C, בטווח טמפרטורות זה, לפולימר תכונות מכניות טובות. יש לו טמפרטורת מעבר זכוכית של -39 ° C, טמפרטורת שבירות של -62 ° C או פחות, נקודת התכה גבישית של כ-170 ° C, וטמפרטורת פירוק תרמי של 316 ° C או יותר.

תהליך ערבוב וציפוי קתודה:

7. מאפייני צמיגות התרחיף

1. עקומת צמיגות התרחיף עם זמן ערבוב

ככל שזמן הערבוב מתארך, צמיגות התרחיף נוטה להישאר ערך יציב ללא שינוי (ניתן לומר שהתרחיף פוזר באופן אחיד).

2. עקומת צמיגות התרחיף עם הטמפרטורה

ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך צמיגות התרחיף נמוכה יותר, והצמיגות נוטה לערך יציב כשהוא מגיע לטמפרטורה מסוימת.

3. עקומת תכולת מוצקים של תרחיף מיכל ההעברה עם הזמן

לאחר ערבוב התרחיף, הוא מוזרם בצינור למיכל ההעברה לצורך ציפוי באמצעות קוטר. מיכל ההעברה עובר ערבוב בסיבוב: 25 הרץ (740 סל"ד), סיבוב: 35 הרץ (35 סל"ד) על מנת להבטיח שפרמטרי התרחיף יציבים ולא ישתנו, כולל עיסת החומר. טמפרטורת החומר, צמיגותו ותכולת המוצקים על מנת להבטיח אחידות של ציפוי התרחיף.

4, צמיגות התרחיף עם עקומת הזמן