70%的電池質量與極片質量有關,70%的極片(piàn)質量與漿料質量有關。因此,製造泥漿等於製造電池的(de)一半(bàn)。均勻化是電池製造的(de)首要和核(hé)心工(gōng)作。中國還有一位(wèi)大牛說:除了均質化過程外,實驗室中的電池過程通常比商業(yè)電池(chí)過程更精細。這也表明均勻(yún)化也是電池製(zhì)造中的一個難點。
鋰離子電池分(fèn)散的主要目的是將活性物質、導電(diàn)劑、粘合劑等在溶劑中按(àn)一定的(de)質量比均(jun1)勻分散(sàn),使電極片塗層形成具有一定粘(zhān)度的穩定粒徑(jìng),鋰離子電(diàn)池工藝的目的是為生產做準備。對理(lǐ)想尺寸的電極要求:
(i)活性物質的顆粒小、均勻分散、不結塊,導電劑的(de)顆粒形成薄層並分散成導電(diàn)網絡,最(zuì)大限度地將活性物質顆粒連接(jiē)在集電極上(最好是細顆粒(lì)) ,以確保電池(chí)的高電流密度。
現在鋰離(lí)子電(diàn)池出產企業應用的主流勻(yún)漿設備為(wéi)雙行星攪拌機。鋰電行業應用的(de)雙行星攪拌機,也叫做PD攪(jiǎo)拌(bàn)機,裝有低速攪拌部件 Planet和高速疏散部件Disper。低速攪(jiǎo)拌組件為兩個(gè)彎框式(shì)攪拌槳,由行星齒輪驅動,旋(xuán)轉時攪拌槳也旋轉,使物料上下左右移動,短時間內達到理想的混合效果。高速發展分散係統部件進行一般為齒列式分散盤,與行星架一起公轉,同時中國高速自轉,使物料管理受(shòu)到學生強烈(liè)的剪切與分(fèn)散(sàn)控製作用,其效果為普通混合機的幾倍,分散主要部件分單分散軸和雙分散軸.
雙行星攪拌機漿料製備每每應用流體力學所發生的剪切力(lì),由固定剪切速度、團簇(cù)截麵麵(miàn)積、流體動力學粘度控製。漿料製備方法一般(bān)可以包(bāo)含兩個發(fā)展過程:團簇的破碎和懸浮團聚體的重組。
團簇破碎是一個複(fù)雜的過程,包(bāo)括磨(mó)損、斷裂和破碎三種方式。團簇破碎取(qǔ)決於顆粒-顆粒相(xiàng)互作用、漿料溶劑-顆粒相互作(zuò)用以及(jí)最重要的剪切力,剪切力(lì)取決於溶劑的(de)粘度和移動速度。磨(mó)損通常在低能量下發生(shēng),小碎片通過磨損逐漸從大骨料上脫落。當攪拌能量高時,團簇破裂並分成幾個部分。它是一種特殊的斷裂形式,在這種形式中,團簇(cù)同時被(bèi)分成大(dà)量的小塊。
團簇的重組和分散發展速度的平衡企業主導漿料(liào)中團(tuán)簇的平(píng)衡尺寸,存在這樣一(yī)個具有臨界(jiè)尺寸,在這尺寸要求之下(xià)團(tuán)簇分散速度影響很小。現有研究文獻進行報道,合適(shì)自己處理(lǐ)係統時間和(hé)攪拌(bàn)能(néng)量下,通過計(jì)算流體力學剪切攪拌所製備的漿料,團聚體的尺寸不可能小於100納米,因此隻有當學生一次顆粒結(jié)構尺寸不小(xiǎo)於100納米時,這(zhè)種攪拌才(cái)有国产精品99久久久久久宅男可能沒有完全可以分散粉體直至最(zuì)後一次顆粒尺寸。納米(mǐ)顆粒的完(wán)全信息分散不可能真正實現。因此,此種教學方法就(jiù)是不太適用於納米複合材料的分散。另外,表麵活性劑能改變團聚體(tǐ)組合和分散的平衡,可能(néng)使漿料團簇尺寸更小。
將雙行星分散機作(zuò)為(wéi)宏觀混合單元引入鋰離子電池,將(jiāng)超剪切分散機作為微(wēi)觀分散控製(zhì)單元,可大大提高鋰離子電池漿的分散性和(hé)效率。當顆粒分散和結合達到平衡時,即使初始顆粒尺(chǐ)寸為幾納米或幾十納米,最終漿料的尺寸(cùn)通常大於100nm。在顆粒分散和再結合過程中,再結合顆粒密(mì)度高於原分散顆粒密度,孔隙率降低。隨著抗剪強度的增加,孔隙率逐漸(jiàn)減(jiǎn)小,不利於(yú)鋰離子(zǐ)的傳質。但隨著剪切強度的增加,混合物(wù)越均勻,顆粒尺寸越小,因此有必要在電極內部結構與料漿混合程度之間尋找一個合適的剪切強度。
此外,過(guò)大的剪切力也會破(pò)壞粘結劑的分子鏈(liàn),縮短分子鏈的長(zhǎng)度,削弱粘(zhān)結劑的作用。因此,高剪切分散體的選擇應充分考(kǎo)慮活性(xìng)物質的粒徑、導電劑、平衡粒徑、漿體密實度和粘結劑的性能。