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高剪切研磨分散機(jī)在鋰電池漿料中的應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù)：211 發(fā)布時間：2016-3-31
摘要:采用何種方法對鋰電池漿料進(jìn)行微細(xì)分散直接影響鋰電池均一性品質(zhì)及其分散效率。目前,常用行星混合設(shè)備
這種宏觀尺度的隨機(jī)性混合分散形式對鋰電池漿料進(jìn)行混合分散,存在著混合不*和效率低的問題。為提高鋰電池漿料分散品質(zhì)與效率,文章對鋰電池漿料的特性及超剪切分散機(jī)理進(jìn)行研究,
采用高精密超剪切分散設(shè)備對鋰電池負(fù)極漿料進(jìn)行了分散實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,超剪切分散不僅提高了鋰電池漿料的混合分散品質(zhì)、顯著提高了混合效率,而且可以減少電極漿料中液體介質(zhì)用量,縮短漿料烘烤時間,提高涂布效率。圖8表1參10
關(guān)鍵詞:化工機(jī)械;鋰電池漿料;超剪切;分散
0引言
鋰電池電極漿料混合分散工藝是鋰電池生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。在正、負(fù)極漿料中,顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接影響鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動。T.J.Patey等人對鋰電池漿料的混合分散技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,提出鋰電池漿料的均勻分散對提高鋰電池的性能具有很大的影響[1,2]590,1256。唐贊謙采用高速分散的方法對磷酸鐵鋰正極漿料進(jìn)行了分散試驗(yàn)研究,結(jié)果顯示漿料分散品質(zhì)與分散效率均得到明顯改善。
[3]目前,常用行星混合設(shè)備對鋰電池漿料進(jìn)行混合分散,這種宏觀尺度的隨機(jī)性混合分散形式,不僅存在混合不*問題,而且時間長,效率低。這對于我國鋰電池產(chǎn)業(yè)高速增長的態(tài)勢以及動力鋰電池的高度均勻一致性要求,是不能滿足的。文章對鋰電池漿料的特性及超剪切分散機(jī)理進(jìn)行研究,將超剪切微觀分散技術(shù)與宏觀混合攪拌技術(shù)相結(jié)合,對鋰電池漿料進(jìn)行混合分散。采用超剪切分散工藝及生產(chǎn)工藝對鋰電池負(fù)極漿料進(jìn)行分散實(shí)驗(yàn),對漿料分散的均一性與穩(wěn)定性進(jìn)行分析。
1鋰電池漿料的特性分析鋰電池漿料一般由電極活性材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑及分散劑分散均勻而成。漿料體系屬于典型的高粘稠固液兩相懸浮液。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,鋰電池漿料中對電極活性材料的粒徑的要求越來越高,有向納米級粒徑方向發(fā)展的趨勢。而隨著粒徑的越來越小,在鋰電池漿料的混合分散過程中,漿料中的電極活性材料很容易形成二級團(tuán)聚體,從而使鋰電池漿料產(chǎn)生嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象,影響鋰電池的電化學(xué)性能[1]592。J.H.Lee等人的研究表明,鋰電池漿料的固相體積濃度、固相顆粒的形狀、粒徑分布、分散介質(zhì)本身的粘度等都會對鋰電池漿料的粘度及鋰電池的電化學(xué)性能產(chǎn)生影響。
2超剪切分散機(jī)理研究當(dāng)鋰電極活性材料加入到液相介質(zhì)中時,漿料很容易結(jié)塊團(tuán)聚,其根源是電極材料顆粒間的相互作用力導(dǎo)致的。液體物料分散系中固體分散相顆?；蛞旱纹扑榉稚⒌闹苯釉蚴鞘艿郊羟辛蛪簯?yīng)力的共同作用,當(dāng)剪切力和壓應(yīng)力的共同作用力大于顆粒間的結(jié)合力時,團(tuán)聚體將被分散。
圖1所示是上海依肯機(jī)械設(shè)備有限公司針對解決目前行星混合設(shè)備對鋰電池漿料進(jìn)行混合分散時存在混合時間長、效率低等問題而自行研制開發(fā)的高精密超剪切分散設(shè)備。
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圖一：研磨分散機(jī) | 研磨分散機(jī)工作原理：研磨分散機(jī)是由電動機(jī)通過皮帶傳動帶動轉(zhuǎn)齒（或稱為轉(zhuǎn)子）與相配的定齒（或稱為定子）作相對的高速旋轉(zhuǎn)，被加工物料通過本身的重量或外部壓力（可由泵產(chǎn)生）加壓產(chǎn)生向下的螺旋沖擊力，透過膠體磨定、轉(zhuǎn)齒之間的間隙（間隙可調(diào)）時受到強(qiáng)大的剪切力、摩擦力、高頻振動等物理作用，使物料被有效地乳化、分散和粉碎，達(dá)到物料超細(xì)粉碎及乳化的效果。研磨分散機(jī)的細(xì)化作用一般來說要強(qiáng)于均質(zhì)機(jī)，但它對物料的適應(yīng)能力較強(qiáng)（如高粘度、大顆粒），所以在很多場合下，它用于均質(zhì)機(jī)的前道或者用于高粘度的場合。 研磨式分散機(jī)是由膠體磨,分散機(jī)組合而成的高科技產(chǎn)品。 *級由具有精細(xì)度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調(diào)整到所需要的與轉(zhuǎn)子之間的距離。在增強(qiáng)的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。第二級由轉(zhuǎn)定子組成。分散頭的設(shè)計(jì)也很好地滿足不同粘度的物質(zhì)以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉(zhuǎn)子（乳化頭）和批次式機(jī)器的工作頭設(shè)計(jì)的不同主要是因?yàn)樵趯斔托缘囊蠓矫妫貏e要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細(xì)精度和其他一些工作頭類型之間的區(qū)別不光是轉(zhuǎn)子齒的排列，還有一個很重要的區(qū)別是不同工作頭的幾何學(xué)特征不一樣。狹槽數(shù)、狹槽寬度以及其他幾何學(xué)特征都能改變定子和轉(zhuǎn)子工作頭的不同功能。根據(jù)以往的慣例，依據(jù)以前的經(jīng)驗(yàn)工作頭來滿足一個具體的應(yīng)用。在大多數(shù)情況下，機(jī)器的構(gòu)造是和具體應(yīng)用相匹配的，因而它對制造出zui終產(chǎn)品是很重要。當(dāng)不確定一種工作頭的構(gòu)造是否滿足預(yù)期的應(yīng)用。CMD2000系列的線速度很高，剪切間隙非常小，這樣當(dāng)物料經(jīng)過的時候，形成的摩擦力就比較劇烈，結(jié)果就是通常所說的濕磨。定轉(zhuǎn)子被制成圓椎形，具有精細(xì)度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調(diào)整到所需要的與轉(zhuǎn)子之間的距離。在增強(qiáng)的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。高質(zhì)量的表面拋光和結(jié)構(gòu)材料，可以滿足不同行業(yè)的多種要求。 iknchina6.1688.com/ |