สรุปกระบวนการกวนสารละลายขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ประการแรก หลักการของการผสม
โดยการกวนใบมีดและโครงหมุนให้หมุนซึ่งกันและกัน จะทำให้เกิดการแขวนลอยเชิงกลและคงสภาพไว้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มการถ่ายเทมวลระหว่างเฟสของเหลวและของแข็ง การกวนของแข็ง-ของเหลวมักแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้: (1) การแขวนลอยของอนุภาคของแข็ง; (2) การแขวนลอยใหม่ของอนุภาคที่ตกตะกอน; (3) การแทรกซึมของอนุภาคที่แขวนลอยเข้าไปในของเหลว; (4) การใช้แรงระหว่างอนุภาคและระหว่างอนุภาคกับใบพัด ทำให้กลุ่มอนุภาคกระจายตัวหรือควบคุมขนาดอนุภาค; (5) การถ่ายเทมวลระหว่างของเหลวและของแข็ง

ประการที่สอง ผลกระทบจากการกระตุ้น

กระบวนการผสมนั้นเป็นการผสมส่วนประกอบต่างๆ ในสารละลายเข้าด้วยกันในอัตราส่วนมาตรฐาน เพื่อเตรียมสารละลายที่ช่วยให้การเคลือบเป็นไปอย่างสม่ำเสมอและรับประกันความคงตัวของชิ้นส่วนขั้วแม่เหล็ก โดยทั่วไปแล้วส่วนประกอบต่างๆ ประกอบด้วยห้าขั้นตอน ได้แก่ การเตรียมวัตถุดิบ การผสม การทำให้เปียก การกระจายตัว และการตกตะกอนของวัตถุดิบ

ประการที่สาม พารามิเตอร์ของสารละลายข้น

1. ความหนืด:

ความต้านทานของของเหลวต่อการไหลถูกกำหนดให้เป็นปริมาณแรงเฉือนที่จำเป็นต่อระนาบ 25 พิกเซล² เมื่อของเหลวไหลด้วยอัตรา 25 พิกเซล/วินาที ซึ่งเรียกว่าความหนืดจลน์ ในหน่วย Pa·s
ความหนืดเป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งของของเหลว เมื่อของเหลวไหลในท่อ จะมีสภาวะการไหลสามแบบ ได้แก่ การไหลแบบราบเรียบ การไหลแบบเปลี่ยนผ่าน และการไหลแบบปั่นป่วน สภาวะการไหลทั้งสามแบบนี้มีอยู่ในอุปกรณ์กวนของเหลวเช่นกัน และหนึ่งในพารามิเตอร์หลักที่กำหนดสภาวะเหล่านี้คือความหนืดของของเหลว
โดยทั่วไปแล้ว ในระหว่างกระบวนการกวน ความหนืดที่น้อยกว่า 5 Pa·s จัดเป็นของเหลวความหนืดต่ำ เช่น น้ำ น้ำมันละหุ่ง น้ำตาล แยม น้ำผึ้ง น้ำมันหล่อลื่น อิมัลชันความหนืดต่ำ เป็นต้น; 5-50 Pa·s จัดเป็นของเหลวความหนืดปานกลาง เช่น หมึก ยาสีฟัน เป็นต้น; 50-500 Pa·s จัดเป็นของเหลวความหนืดสูง เช่น หมากฝรั่ง พลาสติซอล เชื้อเพลิงแข็ง เป็นต้น; และมากกว่า 500 Pa·s จัดเป็นของเหลวความหนืดสูงมาก เช่น ส่วนผสมยาง พลาสติกหลอมเหลว ซิลิคอนอินทรีย์ และอื่นๆ

2. ขนาดอนุภาค D50:

ช่วงขนาดอนุภาค 50% โดยปริมาตรของอนุภาคในสารละลายข้น

3. เนื้อหาสาระที่แน่นหนา:

เปอร์เซ็นต์ของสารแข็งในสารละลายข้น อัตราส่วนทางทฤษฎีของปริมาณของแข็งจะน้อยกว่าปริมาณของแข็งในสินค้าที่จัดส่ง

ประการที่สี่ การวัดผลกระทบแบบผสมผสาน

วิธีการตรวจวัดความสม่ำเสมอของการผสมและการกวนของระบบสารแขวนลอยของแข็ง-ของเหลว:

1. การวัดโดยตรง

1) วิธีการวัดความหนืด: เก็บตัวอย่างจากตำแหน่งต่างๆ ของระบบ และวัดความหนืดของสารละลายด้วยเครื่องวัดความหนืด ยิ่งค่าเบี่ยงเบนน้อยเท่าไร การผสมก็จะยิ่งสม่ำเสมอมากขึ้นเท่านั้น

2) วิธีอนุภาค:

ก. การสุ่มตัวอย่างจากตำแหน่งต่างๆ ของระบบ โดยใช้เครื่องขูดขนาดอนุภาคเพื่อสังเกตขนาดอนุภาคของสารละลายข้น ยิ่งขนาดอนุภาคใกล้เคียงกับขนาดของผงวัตถุดิบมากเท่าใด การผสมก็จะยิ่งสม่ำเสมอมากขึ้นเท่านั้น

B. การสุ่มตัวอย่างจากตำแหน่งต่างๆ ของระบบ โดยใช้เครื่องทดสอบขนาดอนุภาคแบบเลเซอร์ดิฟแฟรกชันเพื่อสังเกตขนาดอนุภาคของสารละลาย ยิ่งการกระจายขนาดอนุภาคเป็นแบบปกติมากเท่าใด อนุภาคขนาดใหญ่ก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น และการผสมก็จะยิ่งสม่ำเสมอมากขึ้นเท่านั้น

3) วิธีการหาความหนาแน่นสัมพัทธ์: สุ่มตัวอย่างจากตำแหน่งต่างๆ ของระบบ แล้ววัดความหนาแน่นของสารละลาย ยิ่งค่าเบี่ยงเบนน้อยเท่าไร การผสมก็จะยิ่งสม่ำเสมอมากขึ้นเท่านั้น

2. การวัดทางอ้อม

1) วิธีการวัดปริมาณของแข็ง (ระดับมหภาค): สุ่มตัวอย่างจากตำแหน่งต่างๆ ของระบบ หลังจากอบที่อุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสมแล้ว วัดน้ำหนักของส่วนที่เป็นของแข็ง ยิ่งค่าเบี่ยงเบนน้อยเท่าไร การผสมก็จะยิ่งสม่ำเสมอมากขึ้นเท่านั้น

2) SEM/EPMA (กล้องจุลทรรศน์): นำตัวอย่างจากตำแหน่งต่างๆ ของระบบไปวางบนพื้นผิว ปล่อยให้แห้ง แล้วสังเกตการกระจายตัวของอนุภาคหรือองค์ประกอบในฟิล์มหลังจากที่สารละลายแห้งแล้วด้วย SEM (กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน) / EPMA (เครื่องวิเคราะห์อิเล็กตรอนโพรบ) (โดยปกติของแข็งในระบบจะเป็นวัสดุตัวนำ)

ห้า. กระบวนการกวนขั้วบวก

ผงคาร์บอนดำนำไฟฟ้า: ใช้เป็นสารนำไฟฟ้า หน้าที่: เชื่อมต่ออนุภาควัสดุขนาดใหญ่เข้าด้วยกันเพื่อให้การนำไฟฟ้าดีขึ้น

น้ำยางโคพอลิเมอร์ — SBR (ยางสไตรีนบิวทาไดอีน): ใช้เป็นสารยึดเกาะ ชื่อทางเคมี: น้ำยางโคพอลิเมอร์สไตรีน-บิวทาไดอีน (น้ำยางโพลีสไตรีนบิวทาไดอีน) น้ำยางละลายน้ำได้ ปริมาณของแข็ง 48-50% ค่า pH 4-7 จุดเยือกแข็ง -5-0 °C จุดเดือดประมาณ 100 °C อุณหภูมิในการจัดเก็บ 5-35 °C SBR เป็นพอลิเมอร์ประจุลบแบบกระจายตัว มีความเสถียรเชิงกลและใช้งานได้ดี และมีความแข็งแรงในการยึดเกาะสูง

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) – (โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส): ใช้เป็นสารเพิ่มความหนืดและสารทำให้คงตัว มีลักษณะเป็นผงเส้นใยสีขาวหรือเหลือง หรือผงสีขาว ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส ไม่เป็นพิษ ละลายได้ในน้ำเย็นหรือน้ำร้อน เกิดเป็นเจล สารละลายเป็นกลางหรือเป็นด่างเล็กน้อย ไม่ละลายในเอทานอล อีเทอร์ ตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์หรืออะซิโตน ละลายได้ในสารละลายเอทานอลหรืออะซิโตน 60% ดูดความชื้น ทนต่อแสงและความร้อน ความหนืดลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น สารละลายคงตัวที่ pH 2 ถึง 10 ถ้า pH ต่ำกว่า 2 จะเกิดการตกตะกอนของของแข็ง และถ้า pH สูงกว่า 10 อุณหภูมิเปลี่ยนสีอยู่ที่ 227 °C อุณหภูมิการเกิดคาร์บอนไนเซชันอยู่ที่ 252 °C และแรงตึงผิวของสารละลาย 2% ในน้ำอยู่ที่ 71 นาโนเมตร/น

ขั้นตอนการกวนและการเคลือบขั้วบวกมีดังนี้:

 
ประการที่หก กระบวนการกวนแคโทด

ผงคาร์บอนดำนำไฟฟ้า: ใช้เป็นสารนำไฟฟ้า หน้าที่: เชื่อมต่ออนุภาควัสดุขนาดใหญ่เข้าด้วยกันเพื่อให้การนำไฟฟ้าดีขึ้น

NMP (N-methylpyrrolidone): ใช้เป็นตัวทำละลายแบบกวน ชื่อทางเคมี: N-Methyl-2-polyrrolidone, สูตรโมเลกุล: C5H9NO N-methylpyrrolidone เป็นของเหลวที่มีกลิ่นแอมโมเนียอ่อนๆ สามารถผสมกับน้ำได้ในทุกสัดส่วน และผสมกับตัวทำละลายเกือบทุกชนิดได้อย่างสมบูรณ์ (เอทานอล, อะเซทัลดีไฮด์, คีโตน, ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติก ฯลฯ) จุดเดือด 204 °C จุดวาบไฟ 95 °C NMP เป็นตัวทำละลายแบบไม่มีโปรตอนที่มีขั้ว มีความเป็นพิษต่ำ จุดเดือดสูง ละลายได้ดี มีความเลือกสรรสูง และมีความเสถียร ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสกัดสารอะโรมาติก การทำให้บริสุทธิ์ของอะเซทิลีน โอเลฟิน และไดโอเลฟิน ตัวทำละลายที่ใช้สำหรับพอลิเมอร์และตัวกลางสำหรับการเกิดพอลิเมอไรเซชันในปัจจุบันที่บริษัทของเราใช้สำหรับ NMP-002-02 นั้น มีความบริสุทธิ์มากกว่า 99.8% ความหนาแน่นจำเพาะ 1.025~1.040 และปริมาณน้ำน้อยกว่า 0.005% (500 ppm)

PVDF (โพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์): ใช้เป็นสารเพิ่มความหนืดและสารยึดเกาะ เป็นพอลิเมอร์ผลึกผงสีขาว มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ 1.75 ถึง 1.78 มีความทนทานต่อรังสียูวีและสภาพอากาศได้ดีเยี่ยม ฟิล์มของมันไม่แข็งและแตกหลังจากวางไว้กลางแจ้งเป็นเวลาหนึ่งถึงสองทศวรรษ คุณสมบัติทางไดอิเล็กตริกของโพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์มีความเฉพาะตัว ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงถึง 6-8 (MHz~60Hz) และค่าแทนเจนต์การสูญเสียไดอิเล็กตริกก็สูงเช่นกัน ประมาณ 0.02~0.2 และความต้านทานปริมาตรต่ำเล็กน้อย ซึ่งอยู่ที่ 2×10¹⁴ ΩNaN อุณหภูมิใช้งานในระยะยาวคือ -40°C ถึง +150°C ในช่วงอุณหภูมินี้ พอลิเมอร์มีคุณสมบัติทางกลที่ดี มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้วที่ -39°C อุณหภูมิการเปราะที่ -62°C หรือต่ำกว่า จุดหลอมเหลวของผลึกประมาณ 170°C และอุณหภูมิการสลายตัวทางความร้อนที่ 316°C หรือมากกว่า

กระบวนการกวนและเคลือบแคโทด:

7. ลักษณะความหนืดของสารละลายข้น

1. กราฟแสดงความหนืดของสารละลายข้นเทียบกับเวลาในการกวน

เมื่อระยะเวลาในการกวนเพิ่มขึ้น ความหนืดของสารละลายจะมีแนวโน้มคงที่โดยไม่เปลี่ยนแปลง (กล่าวได้ว่าสารละลายกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอแล้ว)

2. กราฟแสดงความหนืดของสารละลายข้นเทียบกับอุณหภูมิ

ยิ่งอุณหภูมิสูง ความหนืดของสารละลายก็จะยิ่งต่ำลง และความหนืดจะมีแนวโน้มคงที่เมื่อถึงอุณหภูมิระดับหนึ่ง

3. กราฟแสดงปริมาณของแข็งในสารละลายในถังถ่ายโอนเทียบกับเวลา

หลังจากคนสารละลายแล้ว จะถูกส่งผ่านท่อไปยังถังถ่ายโอนเพื่อเคลือบด้วยเครื่องเคลือบ ถังถ่ายโอนจะถูกกวนด้วยความเร็วรอบ 25 เฮิรตซ์ (740 รอบต่อนาที) และ 35 เฮิรตซ์ (35 รอบต่อนาที) เพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์ของสารละลายมีความเสถียรและไม่เปลี่ยนแปลง รวมถึงอุณหภูมิของเยื่อกระดาษ ความหนืด และปริมาณของแข็ง เพื่อให้แน่ใจว่าการเคลือบด้วยสารละลายมีความสม่ำเสมอ

4. กราฟความหนืดของสารละลายข้นเทียบกับเวลา