高剪切设备在电池浆料分散过程中的应用
2022-02-21 派勒智能 1349
锂离子电池浆料的混合分散过程可以分为宏观混合过程和微观分散过程，这两个过程始终都会伴随着锂离子电池浆料制备的整个过程。把双行星搅拌分散设备作为宏观混合单元溶入到锂离子电池浆料快速分散系统之中，把超剪切分散装置作为微观分散控制单元，这将会大大提高了锂离子电池浆料的分散效果和效率。
2.1，高剪切分散机理
在高剪切分散设备中，作用于液体的能量一般相当集中，这样可以使液体收到高能量密度的作用。引入能量的类型和强度必须足以使分散相颗粒有效地均匀分散。分散均匀的本质是使物料中分散相（固体颗粒、液滴等）受流体力学上的剪切作用和压力作用破碎并分散。
液体物料分散系中固分散相颗粒或液滴破碎分散的直接原因是受到剪切力和压力的共同作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有三种，它们分别是层流效应、湍流效应和空穴效应。
层流效应的作用是引起固体分散相颗粒或液滴的剪切和拉长，湍流效应的作用是在压力波动作用下引起固体分散相颗粒或液滴的随意变形，而空穴效应的作用则是使形成的小气泡瞬间破灭产生冲击波，而引起剧烈搅动。综上所述，超剪切分散设备内物料的分散机理比较复杂，主要是以剪切作用起主导作用，而以其他作用为辅。浆体物料在高频压力波的作用下产生反复的压缩效应，同时又受到超剪切分散设备内窄小间隙内的剪切力和回旋剪切力的强烈作用，如此综合反复的作用，被处理的浆料产生强烈的分散和粉碎作用，最终达到快速超细分散的目的。
2.2，高剪切设备用于锂电浆料的分散
高剪切设备可用于电芯正极或负极，油性或水性浆料的分散乳化（油性浆料的粘结剂为PVDF溶剂为NMP，水性浆料的粘结剂为SBR+CMC溶剂为水，有时水性负极浆料也会添加少量NMP是为了增加SBR,CMC,水,石墨之间的相容性,对改善粘辊是非常有效的,许多电池发生辊压粘辊时都是采用加NMP的方法,一般占固体的5%,或浆料总重量的2%左右）
高剪切分散可有以下两种方式：
一为在双行星搅拌预混后添加高剪切设备把浆料中颗粒团聚进行破碎，细化和对粒径分布范围进行收缩，提高浆料的分散性和均一性。部分厂家储能电池浆料的生产也会用到胶体磨，相对于动力电池，储能电池对浆料的要求相对较低。
二是用粉液混合机代替双行星进行浆料的初步混合，混合机的喂料可以通过在机器入口处安装的漏斗来进行一定顺序的加入。粉体喂料时可以完全手动，也可以选择半自动或全自动操作，同时也可以选择输送机、气动装货设备或是其他的传输设备。储料罐中的刮边搅拌机一方面是对固含量不断提高的浆料进行均匀，另一方面可以加速浆料的流动，以提高分散效率，节省循环的时间。
意凯新型锂电池分散设备——真空双行星搅拌机
双行星混合搅拌机主要由低速搅拌装置与高速分散装置两部分组成。意凯双行星搅拌机是在消化吸收国内外先进技术的基础上加以创新改进开发出来的一种新型、高效混合装置。低速搅拌装置可以实现在真空状态或惰性气体保护下对料缸内浆料低转速、大功率、大当量的搅拌。不同特性的浆料配合不同形式搅拌桨可以在双行星动力混合机的搅拌过程中形成一个不随搅拌器转动而改变的湍流流场，湍流流场的建立可以快速的实现物料的均匀混合。双行星动力混合机的分散装置同样拥有多种形式，例如高速分散盘和高速分散乳化器。其机理是在局部范围内形成强大的剪切应力场，将二次团聚体快速打散，减小其颗粒度促使其快速溶解。
真空双行星搅拌机集搅拌、分散于一体，具有技术成熟、运行稳定、维护方便、投料方便、能独立完成混合、分散的特点。
派勒智能自主研发的双行星搅拌机可以满足不断发展的浆料制备新工艺对混合设备提出的新要求。
在研发过程中我们始终坚持着让传动系统更合理、设备运转更稳定、密封系统更完善、搅拌分散接够更精密、控制系统更人性化的目标，开发出了此款双行搅拌机搅拌过程无死角、无爬坡，拥有更好密闭性，测温准确性，高转速，低噪声，高稳定性的混合设备。
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