Zhrnutie procesu miešania suspenzie kladných a záporných elektród lítium-iónovej batérie

Po prvé, princíp miešania
Miešaním lopatiek a rotujúceho rámu za účelom vzájomného otáčania sa vytvára a udržiava mechanická suspenzia a zlepšuje sa prenos hmoty medzi kvapalnou a pevnou fázou. Miešanie pevná látka-kvapalina sa zvyčajne delí na nasledujúce časti: (1) suspendovanie pevných častíc; (2) resuspendovanie usadených častíc; (3) infiltrácia suspendovaných častíc do kvapaliny; (4) použitie medzi časticami a medzi časticami a lopatkami. Sila spôsobuje disperziu aglomerátov častíc alebo kontrolu veľkosti častíc; (5) prenos hmoty medzi kvapalinou a pevnou látkou.

Po druhé, miešací efekt

Proces miešania v skutočnosti zmieša rôzne zložky v suspenzii v štandardnom pomere, aby sa pripravila suspenzia, ktorá uľahčí rovnomerné nanesenie povlaku a zabezpečí konzistenciu pólových nástavcov. Zložky vo všeobecnosti zahŕňajú päť procesov, a to: predúprava, miešanie, zmáčanie, disperzia a flokulácia surovín.

Po tretie, parametre suspenzie

1, viskozita:

Odpor kvapaliny voči prúdeniu je definovaný ako množstvo šmykového napätia potrebného na rovinu 25 px², keď kvapalina prúdi rýchlosťou 25 px/s, nazývané kinematická viskozita, v Pa.s.
Viskozita je vlastnosť tekutín. Keď tekutina prúdi v potrubí, existujú tri stavy: laminárne prúdenie, prechodné prúdenie a turbulentné prúdenie. Tieto tri stavy prúdenia sú prítomné aj v miešacom zariadení a jedným z hlavných parametrov určujúcich tieto stavy je viskozita tekutiny.
Počas miešania sa všeobecne predpokladá, že viskozita menšia ako 5 Pa.s je kvapalina s nízkou viskozitou, ako napríklad: voda, ricínový olej, cukor, džem, med, mazací olej, emulzie s nízkou viskozitou atď.; 5 – 50 Pa.s je kvapalina so strednou viskozitou, napríklad: atrament, zubná pasta atď.; 50 – 500 Pa.s sú kvapaliny s vysokou viskozitou, ako napríklad žuvačka, plastizol, tuhé palivo atď.; viac ako 500 Pa.s sú kvapaliny s extra vysokou viskozitou, ako napríklad: gumové zmesi, plastové taveniny, organický kremík atď.

2, veľkosť častíc D50:

Rozsah veľkostí častíc 50 % objemu častíc v suspenzii

3, obsah pevných látok:

Percentuálny podiel pevných látok v suspenzii, teoretický pomer obsahu pevných látok je menší ako obsah pevných látok v zásielke

Po štvrté, miera zmiešaných efektov

Metóda na detekciu rovnomernosti miešania a premiešavania suspenzného systému tuhá látka-kvapalina:

1, priame meranie

1) Metóda viskozity: odber vzoriek z rôznych miest systému, meranie viskozity suspenzie viskozimetrom; čím menšia je odchýlka, tým rovnomernejšie je miešanie;

2) Časticová metóda:

A, odber vzoriek z rôznych miest systému pomocou škrabky na meranie veľkosti častíc na pozorovanie veľkosti častíc suspenzie; čím bližšie je veľkosť častíc k veľkosti práškovej suroviny, tým rovnomernejšie je miešanie;

B, odber vzoriek z rôznych polôh systému pomocou laserového difrakčného testera veľkosti častíc na pozorovanie veľkosti častíc suspenzie; čím normálnejšie je rozdelenie veľkosti častíc, tým menšie sú väčšie častice a tým rovnomernejšie je miešanie;

3) Metóda špecifickej hmotnosti: odber vzoriek z rôznych polôh systému, meranie hustoty suspenzie, čím menšia je odchýlka, tým rovnomernejšie je miešanie

2. Nepriame meranie

1) Metóda obsahu pevných látok (makroskopická): Odber vzoriek z rôznych miest systému, po vhodnej teplote a čase pečenia, meranie hmotnosti pevnej časti, čím menšia je odchýlka, tým rovnomernejšie je miešanie;

2) SEM/EPMA (mikroskopické): odber vzoriek z rôznych polôh systému, nanesenie na substrát, vysušenie a pozorovanie častíc alebo prvkov vo filme po vysušení suspenzie pomocou SEM (elektrónový mikroskop) / EPMA (elektrónová sonda). Distribúcia; (pevné látky systému sú zvyčajne vodivé materiály)

Päť, proces miešania anódy

Vodivý uhlíkový čierny: Používa sa ako vodivé činidlo. Funkcia: Spája veľké častice aktívneho materiálu pre dosiahnutie dobrej vodivosti.

Kopolymérny latex — SBR (styrén-butadiénový kaučuk): používaný ako spojivo. Chemický názov: Styrén-butadiénový kopolymérny latex (polystyrén-butadiénový latex), vo vode rozpustný latex, obsah pevných látok 48 – 50 %, pH 4 – 7, bod tuhnutia -5 – 0 °C, bod varu približne 100 °C, skladovacia teplota 5 – 35 °C. SBR je aniónová polymérna disperzia s dobrou mechanickou stabilitou a funkčnosťou a vysokou pevnosťou spoja.

Sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC) – (sodná soľ karboxymetylcelulózy): používa sa ako zahusťovadlo a stabilizátor. Má biely alebo žltkastý vláknitý prášok alebo biely prášok, bez zápachu a chuti, netoxický; rozpustný v studenej alebo horúcej vode, tvorí gél, roztok je neutrálny alebo mierne zásaditý, nerozpustný v etanole, éteri. Organické rozpúšťadlo, ako je izopropylalkohol alebo acetón, je rozpustné v 60 % vodnom roztoku etanolu alebo acetónu. Je hygroskopický, stabilný voči svetlu a teplu, viskozita klesá so zvyšujúcou sa teplotou, roztok je stabilný pri pH 2 až 10, pH je nižšie ako 2, pevné látky sa vyzrážajú a pH je vyššie ako 10. Teplota zmeny farby bola 227 °C, teplota karbonizácie bola 252 °C a povrchové napätie 2 % vodného roztoku bolo 71 nm/n.

Proces miešania a poťahovania anódy je nasledovný:

 
Po šieste, proces miešania katódy

Vodivý uhlíkový čierny: Používa sa ako vodivé činidlo. Funkcia: Spája veľké častice aktívneho materiálu pre dosiahnutie dobrej vodivosti.

NMP (N-metylpyrolidón): používa sa ako miešateľné rozpúšťadlo. Chemický názov: N-metyl-2-polyrolidon, molekulový vzorec: C5H9NO. N-metylpyrolidón je kvapalina s miernym zápachom amoniaku, ktorá je miešateľná s vodou v akomkoľvek pomere a takmer úplne sa mieša so všetkými rozpúšťadlami (etanol, acetaldehyd, ketón, aromatický uhľovodík atď.). Teplota varu 204 °C, teplota vzplanutia 95 °C. NMP je polárne aprotické rozpúšťadlo s nízkou toxicitou, vysokou teplotou varu, vynikajúcou rozpustnosťou, selektivitou a stabilitou. Široko používané pri extrakcii aromatických zlúčenín; čistení acetylénu, olefínov, diolefínov. Rozpúšťadlo použité pre polymér a médium pre polymerizáciu sa v súčasnosti používajú v našej spoločnosti pre NMP-002-02 s čistotou > 99,8 %, mernou hmotnosťou 1,025 až 1,040 a obsahom vody < 0,005 % (500 ppm).

PVDF (polyvinylidénfluorid): používa sa ako zahusťovadlo a spojivo. Biely práškový kryštalický polymér s relatívnou hustotou 1,75 až 1,78. Má mimoriadne dobrú odolnosť voči UV žiareniu a poveternostným vplyvom a jeho film nie je tvrdý a nepraskaný po jednom alebo dvoch desaťročiach vonku. Dielektrické vlastnosti polyvinylidénfluoridu sú špecifické, dielektrická konštanta je až 6-8 (MHz~60Hz) a tangens dielektrických strát je tiež veľký, približne 0,02~0,2, a objemový odpor je o niečo nižší, čo je 2×1014ΩNaN. Jeho dlhodobá teplota používania je -40 °C ~ +150 °C, v tomto teplotnom rozsahu má polymér dobré mechanické vlastnosti. Má teplotu skleného prechodu -39 °C, teplotu krehnutia -62 °C alebo menej, teplotu topenia kryštálov približne 170 °C a teplotu tepelného rozkladu 316 °C alebo viac.

Proces miešania a nanášania katódy:

7. Viskozitné charakteristiky suspenzie

1. Krivka viskozity suspenzie s dobou miešania

S predlžovaním času miešania má viskozita suspenzie tendenciu udržiavať stabilnú hodnotu bez zmeny (dá sa povedať, že suspenzia bola rovnomerne dispergovaná).

 

2. Krivka viskozity suspenzie s teplotou

Čím vyššia je teplota, tým nižšia je viskozita suspenzie a viskozita sa pri dosiahnutí určitej teploty ustáli.

 

3. Krivka obsahu pevných látok v suspenzii prečerpávacej nádrže v závislosti od času

 

Po premiešaní sa suspenzia potrubím presmeruje do prenosovej nádrže na nanášanie povlaku v nanášači. Prenosová nádrž sa mieša s otáčkami: 25 Hz (740 ot./min.), otáčky: 35 Hz (35 ot./min.), aby sa zabezpečilo, že parametre suspenzie sú stabilné a nemenia sa, vrátane buničiny. Teplota materiálu, viskozita a obsah pevných látok zabezpečujú rovnomernosť nanášania suspenzie.

4, krivka závislosti viskozity suspenzie od času


Čas uverejnenia: 28. októbra 2019
Online chat na WhatsApp!