鋰離子電池攪拌工藝簡述
2022年10月26日 |
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一、攪拌的目的
▉ 對活性物質和導電劑的團聚體進行分散。
▉持續粉碎活性物質和導電劑的二次顆粒，從而使攪拌物質尺寸更加細化。
▉通過攪拌使得活性物質、導電劑以及粘結劑之間的排列方式更加合理。
▉ 保持漿料成分的穩定性，使漿料處于理想懸浮結構，有效防止因聚團或沉降而導致漿料成分偏析。
二、攪拌原理
通過攪拌葉、公轉框相互轉動，在機械攪拌的作用下產生與維持懸浮液，增強液固之間的質量傳遞。
固液攪拌通常分為以下幾個部分：（1）固體顆粒的懸浮；（2）沉降顆粒的再懸浮；（3）懸浮顆粒滲入液體；（4）利用顆粒之間以及顆粒與槳之間的作用力使顆粒團聚體分散或者控制顆粒大小；（5）液固之間的質量傳遞。
三、攪拌工藝過程控制
干混
使粉體充分混合，固體之間的混合比在液體下固體間的混合更加容易。同時防止CMC聚團，縮減CMC的溶解時間。
捏合
高固含量下漿料比較硬，通過攪拌對漿料進行摩擦剪切，同時因為攪拌槳呈麻花結構，運作時會對漿料產生向下的擠壓作用。其一可以對大顆粒產生破碎作用，同時也使得CMC包覆在石墨表面。由于CMC帶正電，其在石墨表面包覆后會形成雙電層結構，石墨之間因靜電排斥，可防止顆粒間相互聚團。生產采用60~63%固含量攪拌，考慮到設備的損耗問題，如采用200L和650L的攪拌罐，高固含量下，電機功率無法承受，因此采用低粘度攪拌。低粘度下不利于CMC的包覆，因此需延長攪拌時間。
加CMC
CMC分子鏈基團與水分子存在氫鍵效應，懸浮在溶液中會形成龐大的空間位阻，以防止漿料沉降。
攪拌分散時間
使CMC充分溶解。生產中采用2h攪拌可利用漿料剪切變稀的原理降低漿料粘度，從而使漿料可以維持較高固含量。
轉速/時間對SP導電劑分散的影響
轉速/時間對石墨分散的影響
四、常用的攪拌器
不同形式攪拌器對漿料過程參數的影響：
