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行星攪拌機在鋰電池均化過程中作用

  鋰離子電池分散體的主要目的是將活性物質、導電劑、粘合劑等按一定質量比均勻分散在溶劑中,使電極涂層能夠形成具有一定粘度的穩定粒徑。鋰離子電池技術的目的是為生產做準備。理想尺寸電極的要求:

  活性物質顆粒小,分散均勻,不結塊,導電劑顆粒形成薄層,分散成導電網絡,使活性物質顆粒大限度地與集電極相連,從而保證電池的高電流密度。目前鋰離子電池廠商使用的主流均化設備是雙雙行星攪拌機。鋰電池行業使用的雙雙行星攪拌機,又稱PD攪拌器,配有低速混合組件Planet和高速抽空組件distribute。低速攪拌部件是兩個彎曲的框架式攪拌槳,由行星齒輪驅動。旋轉時,攪拌槳也旋轉,使物料上下左右移動,短時間內即可達到理想的攪拌效果。高速分散系統的部件一般為齒形分散盤,隨行星載體旋轉,中國高速旋轉,使物料管理強受學生剪切分散控制,效果是普通攪拌機的數倍。分散的主要部件有單分散軸和雙分散軸。

  雙行星攪拌機漿料的剪切力由固定的剪切速度、集束橫截面積和流體動力粘度控制。通常,漿料的制備方法可以包括兩個發展過程:團簇的破碎和懸浮聚集體的重組。團簇破碎是一個復雜的過程,包括磨損、破碎和破碎三種方式。團簇破碎取決于顆粒-顆粒相互作用、漿料溶劑-顆粒相互作用和重要的剪切力,剪切力取決于溶劑的粘度和移動速度。磨損通常發生在低能量下,小碎片通過磨損逐漸從大骨料上脫落。當攪拌能量較高時,團簇破裂并分成幾個部分。它是一種特殊的斷裂形式,在這種形式中,團簇同時被分成大量的小塊。

  集群重組與分散發展速度的平衡。企業主導著紙漿產業集群的均衡規模。有這樣一個臨界尺寸,在這個尺寸下,團簇的分散速度幾乎沒有影響。根據現有的研究文獻,在自處理系統合適的時間和攪拌能量下,計算流體力學剪切攪拌制備的漿料中團聚體的尺寸不能小于100 nm,因此只有當學生的初級粒徑不小于100 nm時,才能通過這種攪拌將粉末完全分散到后一個粒徑。納米粒子的完全信息分散并不能真正實現。因此,這種教學方法不適合納米復合材料的分散。此外,表面活性劑可以改變聚集體結合和分散的平衡,這可能使漿料團簇的尺寸變小。

  在鋰離子電池中引入雙行星分散機作為宏觀混合單元,引入超剪切分散機作為微觀分散控制單元,可以大大提高鋰離子電池漿料的分散性和效率。當顆粒的分散和結合達到平衡時,即使初始顆粒尺寸為幾納米或幾十納米,終漿料的尺寸通常大于100納米。在顆粒分散復合過程中,復合顆粒的密度高于原始分散顆粒,孔隙率降低。隨著剪切強度的增加,孔隙率逐漸降低,不利于鋰離子的傳質。但隨著剪切強度的增加,混合物更加均勻,粒徑變小,因此需要在電極內部結構和漿料混合程度之間找到合適的剪切強度。

  此外,過大的剪切力也會破壞粘結劑的分子鏈,縮短分子鏈的長度,削弱粘結劑的作用。因此,高剪切分散體的選擇應充分考慮活性物質的粒徑、導電劑、平衡粒徑、漿料的密度和粘結劑的性能。