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Eines der zehn wichtigsten Geräte für Lithiumbatterien: Aufschlussgeräte

September 06 , 2024

Eine der zehn wichtigsten Ausrüstungen für Lithiumbatterien: Aufschlussausrüstung

Was ist Pulping?

Pulping ist der Wirkstoff, das Leitmittel, das Dispergiermittel, das Bindemittel, die Zusatzstoffe und andere Komponenten in einem bestimmten Verhältnis und in einer bestimmten Reihenfolge in den Mischer, in der Rührschaufel und der Dispergierscheibe werden sie durch Drehen, Kneten, Scheren und andere mechanische Einwirkungen vermischt Die erste Periode ist die Bildung eines gleichmäßigen und stabilen Feststoff-Flüssigkeits-Suspensionssystems.

Einführung des Aufschlussprozesses

1.Die Bedeutung des Aufschlussprozesses

Die Obergrenze der Leistung von Lithium-Ionen-Batterien wird durch das verwendete chemische System (positives Aktivmaterial, negatives Aktivmaterial, Elektrolyt) bestimmt und die tatsächliche Leistung hängt von der Mikrostruktur des Polschuhs ab. Die Mikrostruktur des Polschuhs wird hauptsächlich durch die Mikrostruktur der Aufschlämmung und den Beschichtungsprozess bestimmt, der von der Mikrostruktur der Aufschlämmung dominiert wird. Daher gibt es eine weithin anerkannte Aussage, dass beim Einfluss des Herstellungsprozesses auf die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien der Einfluss des vorherigen Prozesses mindestens 70 % ausmacht, während der Einfluss des Aufschlussprozesses im vorherigen Prozess ausschlaggebend ist für mindestens 70 %, das heißt, die Auswirkungen des Aufschlussprozesses machen etwa die Hälfte aus.

2. Die Zusammensetzung der Aufschlämmung und der ideale Dispersionszustand jeder Komponente
Die Elektroden-Materialien der Lithium-Ionen-Batterieumfassen drei Hauptkomponenten: Aktivmaterial, Leitmittel und Bindemittel, wobei das Aktivmaterial den größten Teil des Gesamtgewichts ausmacht, im Allgemeinen zwischen 90 % und 98 %, und der Anteil von Leitmittel und Bindemittel relativ gering ist, im Allgemeinen zwischen 1 % und 5 %. Die physikalischen Eigenschaften und Größen dieser Hauptkomponenten variieren stark, wobei die Partikel der aktiven Substanzen im Allgemeinen zwischen 1 und 20 µm groß sind, während die meisten leitfähigen Wirkstoffe Nanokohlenstoffmaterialien sind. Beispielsweise beträgt der Primärpartikeldurchmesser von häufig verwendetem Ruß nur einige zehn Nanometer, der Durchmesser von Kohlenstoffnanoröhren liegt im Allgemeinen unter 30 nm und das Bindemittel ist ein Polymermaterial, das in Lösungsmitteln löslich ist und in Lösungsmitteln Mikroemulsionen bildet. Die Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie muss einen guten Elektronen- und Ionentransport erreichen, sodass der Verteilungszustand des Aktivmaterials, des Leitmittels und des Bindemittels in der Elektrode bestimmte Anforderungen erfüllen muss.

Die Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien müssen eine gute Elektronen- und Ionenübertragung erreichen, was erfordert, dass der Verteilungszustand von Aktivmaterialien, Leitmitteln und Bindemitteln in den Elektroden bestimmte Anforderungen erfüllt. Der ideale Verteilungszustand jedes Materials in der Elektrode ist in Abbildung 1 dargestellt, d. h. das aktive Material ist vollständig dispergiert, das leitfähige Mittel ist vollständig dispergiert und steht in vollem Kontakt mit dem aktiven Material, um ein gutes elektronisches leitfähiges Netzwerk zu bilden Das Bindemittel wird gleichmäßig in der Elektrode verteilt und verbindet das aktive Material und das leitfähige Mittel, um die Elektrode zu einem Ganzen zu machen.

Abbildung 1-Ideale Materialverteilung in Lithium-Ionen-Batterieelektroden

Um eine Mikrostruktur des Polstücks zu erhalten, die den oben genannten Anforderungen entspricht, ist es notwendig, im Aufschlussprozess eine Aufschlämmung mit einer entsprechenden Mikrostruktur zu erhalten. Das heißt, das aktive Material, das leitende Mittel und das Bindemittel in der Aufschlämmung müssen vollständig dispergiert sein und eine gute Bindung zwischen dem leitenden Mittel und dem aktiven Material sowie zwischen dem Bindemittel und dem leitenden Mittel/aktivem Material muss gebildet werden Der Dispersionszustand jeder Komponente in der Aufschlämmung muss stabil sein.

Dispergierausrüstung und Verfahren zur Aufschlämmung
Die für die Schlammverteilung verwendete Ausrüstung umfasst hauptsächlich zwei Kategorien. Eine davon ist die Ausrüstung, die die durch die Flüssigkeitsbewegung erzeugte Scherkraft nutzt, um die Partikelaggregate zu dispergieren, einschließlich Aufschlämmungsmischgerätenund Kneter mit verschiedenen Rührflügeltypen, aber auch Dreiachsmühlen und Scheibenmühlen. Bei der anderen handelt es sich um Geräte, die mithilfe von Mahlperlen auf die Partikelaggregate einwirken, um den Dispersionseffekt zu erzielen. Dabei handelt es sich hauptsächlich um Rührwerke. Natürlich gibt es noch einige speziellere Dispergiergeräte, wie z. B. Ultraschall-Dispergiermaschinen, bei denen Ultraschallkavitation und ein sofortiger Mikrostrahl zur Verteilung der Partikelaggregate eingesetzt werden.

Die oben genannten Dispergiergeräte sind nicht alle für das Auflösen von Lithium-Ionen-Batterien geeignet. Beispielsweise kann eine Rührmühle mit Mahlperlen leicht die Beschichtungsschicht auf der Oberfläche einiger positiver und negativer aktiver Materialien beschädigen, da die Mahlperlen eine große Aufprallkraft erzeugen, und sogar die aktiven Materialien können brechen, weshalb sie selten verwendet wird zum Aufschluss von Lithium-Ionen-Batterien. Ultraschalldispersionsgeräte sind nicht für Aufschlämmungen mit hohem Feststoffgehalt und hoher Viskosität geeignet. Die Aufschlämmung von Lithium-Ionen-Batterien hat genau einen hohen Feststoffgehalt (die Aufschlämmung der positiven Elektrode kann 60 % bis 80 % erreichen, die Aufschlämmung der negativen Elektrode kann 40 % bis 60 % erreichen). hohe Viskosität (20–200 Pa · s), die für die Dispergierung mit Ultraschall-Dispergiermaschinen nicht geeignet ist. Daher gehört die zum Aufschluss mit Lithium-Ionen-Batterien verwendete Ausrüstung tatsächlich zu der Art der Dispergierung durch Scherkraft, die durch die Bewegung der Flüssigkeit erzeugt wird, einschließlich Mischer, Kneter usw. Die typischste Ausrüstung ist Doppelplanetenmischer.

Doppelplanetenmischer

Das Funktionsprinzip des Doppelplanetenmischers besteht darin, 2–3 langsame Mischpaddel zu verwenden, um eine Kombination aus Rotation und Autobiographie durchzuführen, sodass die Flugbahn des Flügels den gesamten Raum innerhalb des Mischzylinders abdecken kann.

Double planetary mixer motion trajectory

Die Flugbahn des langsamen Flügels eines Doppelplanetenmischers, wenn dieser Rotation und Rotation kombiniert.

Der herausragende Vorteil des Doppelplanetenmischers besteht darin, dass er die Zufuhrreihenfolge, Geschwindigkeit und Zeit sowie andere Prozessparameter einfach anpassen kann, um sie an unterschiedliche Materialeigenschaften anzupassen, und dass er leicht nachbearbeitet werden kann, wenn die Eigenschaften der Aufschlämmung nicht den Anforderungen entsprechen. Anpassungsfähigkeit und Flexibilität Sehr stark. Darüber hinaus ist die Reinigung des Doppelplanetenmischers, insbesondere des Kleinmischers, bei Sortenwechsel relativ einfach.

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Was ist ein Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeichersystem?