電池(chí)70% 的質量與電極質量有關,70% 的電極質(zhì)量與漿料質量有關。因此,做好漿料等於做好電池的一半,均質是(shì)電池製造的(de)首要工(gōng)作,也是(shì)核心工作。國內也有大牛(niú)說: 實驗室的電池技術往往比商業電池技(jì)術更精密,但(dàn)均化過程例外。這也表明均質也是電池製造的難點。
鋰離(lí)子電池分散的主要目的是(shì)將活(huó)性物質(zhì)、導電劑、粘合劑等在溶劑中按一(yī)定的質量比(bǐ)均勻分散(sàn),使電極片塗層形成(chéng)具有一定粘度的穩定粒徑,鋰離子電池工藝的目的是為生產做準備。對理想尺寸的電極要求: (i)活性物質的顆(kē)粒小、均(jun1)勻分(fèn)散、不結塊(kuài),導電劑的顆粒形成薄層並分散成導(dǎo)電網絡,最大限度地將活性物(wù)質顆粒連接在集電極上(最好是細顆(kē)粒(lì)) ,以確保電池的高電(diàn)流密度。
今朝鋰離子電池出(chū)產企業應用的(de)主流勻漿設備為雙行星攪拌機。鋰電(diàn)行(háng)業(yè)應用的雙行(háng)星攪拌機,也(yě)叫做PD攪拌機,裝有低(dī)速(sù)攪拌部件 Planet和高速疏散部件(jiàn)Disper。低速攪(jiǎo)拌部件為2個折曲框式攪拌槳,采用一個行(háng)星齒輪傳(chuán)動,攪拌槳在公(gōng)轉時也自轉,使物料管(guǎn)理(lǐ)上下及四周環境運動,從而在時間較(jiào)短的時間內(nèi)可以達到自己理想的混合教學效果。高速彌散元件一般為齒排式彌(mí)散圓盤,與行(háng)星架一起旋轉,同時受到高速旋轉的剪切和分散作用。
雙(shuāng)行星(xīng)攪拌機漿料製備每每應用流(liú)體力學所發生的剪切力,由固定剪切速度、團簇截麵麵積、流體動力學粘度控製。漿料製備一般包括(kuò)兩個過程: 團塊破碎和懸浮聚集體的重(chóng)組。
團簇破碎是(shì)一個複雜的過程,包含三種(zhǒng)途徑:磨蝕、斷(duàn)裂、打碎(suì)。團簇破碎具體依靠顆粒-顆(kē)粒相互作用(yòng),漿料溶劑-顆粒(lì)相互作用,以及最主要的(de)剪(jiǎn)切力,而剪切力又取決於溶劑的粘度和運(yùn)動速度。磨蝕通常在能量較低時發生,小(xiǎo)碎片依(yī)靠磨(mó)蝕作用漸漸從大團聚體(tǐ)剪(jiǎn)切下來。當攪拌(bàn)能量高時,團簇發生斷裂分割成(chéng)幾個部分。打碎是(shì)斷裂的一種特殊變化形式,這種情況下團簇同時分割成大量的(de)小(xiǎo)碎片。下載.jpg
團簇(cù)的重組和分散發展速度的平衡企業主導漿料中團簇的(de)平衡不同(tóng)尺寸,存在(zài)這樣一個具有臨界尺寸,在這尺(chǐ)寸要求之(zhī)下團簇(cù)分散速(sù)度影響很小。現(xiàn)有研(yán)究(jiū)文獻進行報道,合適自己(jǐ)處理係統時間和攪拌能量下(xià),通過計算流體力學剪(jiǎn)切攪(jiǎo)拌(bàn)所製備的漿料,團聚體的尺寸不(bú)可(kě)能小於100納米,因此隻有當學生一次顆(kē)粒結構尺寸不小於100納米時,這(zhè)種攪(jiǎo)拌才有国产精品99久久久久久宅男可能沒有完全可以分散粉體直至最後一次顆粒尺寸。納米顆粒的完全信息分散不(bú)可能真正實(shí)現。因此,此(cǐ)種教(jiāo)學方法就是不太適用於納(nà)米(mǐ)複合材料的分(fèn)散。另外,表(biǎo)麵活性(xìng)劑能改(gǎi)變團聚體組合和分散的平衡,可能使漿料團簇尺寸更小。
如(rú)果將雙行星分(fèn)散器作為宏觀混合單元加(jiā)入到鋰離子電池中,將超剪切分散器作為微觀分散控製單元,將大大提高鋰離子電池漿的(de)分散性和效(xiào)率。利用該流體剪切分散裝置製備的(de)漿料,當(dāng)顆粒分散(sàn)和結合達到平衡(héng)時,其顆(kē)粒尺寸一(yī)般大於100nm,即使初始(shǐ)顆粒尺寸為幾納米或(huò)幾十納米,最(zuì)終漿料的尺寸通常(cháng)大(dà)於100nm。在顆粒分散和再(zài)結合過程中,再結合(hé)顆(kē)粒密度比原分散顆粒密度高,孔(kǒng)隙率(lǜ)降低。隨著抗剪強度(dù)的增加,孔隙率逐(zhú)漸減小,不利於鋰離子的傳質。但隨著剪切強度的增(zēng)加,混合物越均勻,顆粒尺寸越小(xiǎo),因此有(yǒu)必(bì)要在(zài)電極內部結構與料(liào)漿混合程度之間尋找一個合適的剪切(qiē)強度。另外,剪切力會破壞粘合劑的分子鏈,使分子鏈的長度變短,削弱粘合(hé)劑的作用(yòng)。因此,應綜合考慮活性(xìng)物質、導電劑粒徑、平衡後粒徑、漿料密度和粘結劑自身性能等因素。