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Um dos dez equipamentos principais para baterias de lítio: equipamento de polpação

September 06 , 2024

Um dos dez equipamentos principais para baterias de lítio: equipamento de polpação


O que é polpação

A polpação é a substância ativa, agente condutor, dispersante, aglutinante, aditivos e outros componentes de acordo com uma certa proporção e ordem no misturador, na pá de agitação e no giro do disco de dispersão, amassamento, cisalhamento e outras ações mecânicas misturadas em o 1º período, a formação de um sistema de suspensão sólido-líquido uniforme e estável.


Introdução do processo de polpação

1.A importância do processo de polpação

O limite superior do desempenho das baterias de íon-lítio é determinado pelo sistema químico utilizado (material ativo positivo, material ativo negativo, eletrólito), e o desempenho real depende da microestrutura da peça polar. A microestrutura da peça polar é determinada principalmente pela microestrutura da pasta e pelo processo de revestimento, que é dominado pela microestrutura da pasta. Portanto, há uma afirmação amplamente reconhecida de que no impacto do processo de fabricação no desempenho das baterias de íon-lítio, o impacto do processo anterior é responsável por pelo menos 70%, enquanto o impacto do processo de polpação no processo anterior é responsável pelo menos 70%, ou seja, o impacto do processo de polpação é responsável por cerca de metade.


2.A composição da pasta e o estado de dispersão ideal de cada componente
O eletrodo materiais da bateria de íon de lítioincluem três componentes principais: material ativo, agente condutor e aglutinante, em que o material ativo representa a grande maioria do peso total, geralmente entre 90% e 98%, e a proporção de agente condutor e aglutinante é relativamente pequena, geralmente entre 1% e 5%. As propriedades físicas e os tamanhos destes componentes principais variam muito, entre os quais as partículas das substâncias ativas têm geralmente entre 1 e 20 Î1⁄4m, enquanto a maioria dos agentes condutores são materiais de nanocarbono. Por exemplo, o diâmetro da partícula primária do negro de fumo comumente usado é de apenas dezenas de nanômetros, o diâmetro dos nanotubos de carbono é geralmente inferior a 30 nm e o aglutinante é um material polimérico, que é solúvel em solventes e forma microemulsões em solventes. O eletrodo da bateria de íons de lítio precisa alcançar um bom transporte de elétrons e de íons, de modo que o estado de distribuição do material ativo, do agente condutor e do aglutinante no eletrodo seja necessário para atender a certos requisitos.


Os eletrodos das baterias de íon-lítio precisam atingir uma boa transmissão de elétrons e íons, o que exige que o estado de distribuição dos materiais ativos, agentes condutores e ligantes nos eletrodos atenda a certos requisitos. O estado de distribuição ideal de cada material no eletrodo é mostrado na Figura 1, ou seja, o material ativo está totalmente disperso, o agente condutor está totalmente disperso e em contato total com o material ativo para formar uma boa rede condutora eletrônica, e o o aglutinante é distribuído uniformemente no eletrodo e une o material ativo e o agente condutor para tornar o eletrodo um todo.


Figura 1-Distribuição ideal de materiais em eletrodos de bateria de íons de lítio


Para obter a microestrutura da peça polar que atenda aos requisitos acima, é necessário obter uma pasta com microestrutura correspondente no processo de polpação. Ou seja, o material ativo, o agente condutor e o aglutinante na pasta devem ser totalmente dispersos, e uma boa ligação entre o agente condutor e o material ativo, e entre o aglutinante e o agente condutor/material ativo deve ser formada, e o o estado de dispersão de cada componente na pasta deve ser estável.

Equipamento de dispersão e processo de lama
O equipamento utilizado para dispersão de lama inclui principalmente duas categorias. Um deles é o equipamento que utiliza a força de cisalhamento gerada pelo movimento do fluido para dispersar os agregados de partículas, incluindo equipamento de mistura de lamae amassadores que utilizam vários tipos de pás de agitação, e também inclui moinhos de três eixos e moinhos de disco. O outro é o equipamento que utiliza esferas de moagem para impactar os agregados de partículas para obter o efeito de dispersão, incluindo principalmente moinhos de agitação. Claro, existem alguns equipamentos de dispersão mais especiais, como a máquina de dispersão ultrassônica, que é o uso de cavitação ultrassônica e microjato instantâneo nos agregados de partículas para dispersão.

O equipamento de dispersão acima não é totalmente adequado para polpação de bateria de íon de lítio. Por exemplo, o moinho de agitação usando esferas de moagem é fácil de danificar a camada de revestimento na superfície de alguns materiais ativos positivos e negativos devido à grande força de impacto gerada pelas esferas de moagem, e até pode quebrar os materiais ativos, por isso raramente é usado para polpação de bateria de íon de lítio. O equipamento de dispersão ultrassônica não é adequado para alto teor de sólidos e pasta de alta viscosidade, a pasta da bateria de íon de lítio tem precisamente alto conteúdo de sólidos (a pasta do eletrodo positivo pode atingir 60% ~ 80%, a pasta do eletrodo negativo pode atingir 40% ~ 60%) e alta viscosidade (20 ~ 200Pa · s), que não é adequada para dispersão por máquina de dispersão ultrassônica. Portanto, de fato, o equipamento utilizado para polpação de bateria de íon-lítio pertence ao tipo de dispersão pela força de cisalhamento gerada pela movimentação do fluido, incluindo o misturador, o amassador, etc, o equipamento mais típico é o misturador planetário duplo.

Double planetary mixer

Misturador planetário duplo


O princípio de funcionamento do misturador planetário duplo é usar 2 a 3 pás de mistura lenta para fazer uma combinação de revolução e autobiografia, de modo que a trajetória da lâmina possa cobrir todo o espaço dentro do cilindro de mistura.


Double planetary mixer motion trajectory

A trajetória da lâmina lenta de um misturador planetário duplo quando combina revolução e rotação.


A excelente vantagem do misturador planetário duplo é que ele pode ajustar facilmente a sequência de alimentação, velocidade e tempo e outros parâmetros do processo para se adaptar às diferentes características do material e pode ser facilmente retrabalhado quando as características da pasta não atendem aos requisitos, adaptabilidade e flexibilidade Muito forte. Além disso, quando a variedade é trocada, a limpeza do misturador planetário duplo, especialmente do misturador pequeno, é relativamente simples.


Acey Nova Energiaé especializada em pesquisa e fabricação de equipamentos de última geração para baterias de íon-lítio. Podemos não apenas fornecer equipamentos de produção para baterias de íon de lítio de célula cilíndrica, célula tipo moeda e célula tipo bolsa, mas também fornecer soluções completas para linha de produção de bateria de lítio. Se você é novo na indústria de baterias de íons de lítio e deseja construir sua própria linha de produção de baterias de íons de lítio ou linha de montagem de baterias de íons de lítio, podemos fornecer suporte técnico profissional e orientação, não hesite em nos contatar!


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