锂离子电池搅拌工艺简述
2022年10月26日 |
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一、搅拌的目的
▉ 对活性物质和导电剂的团聚体进行分散。
▉持续粉碎活性物质和导电剂的二次颗粒，从而使搅拌物质尺寸更加细化。
▉通过搅拌使得活性物质、导电剂以及粘结剂之间的排列方式更加合理。
▉ 保持浆料成分的稳定性，使浆料处于理想悬浮结构，有效防止因聚团或沉降而导致浆料成分偏析。
二、搅拌原理
通过搅拌叶、公转框相互转动，在机械搅拌的作用下产生与维持悬浮液，增强液固之间的质量传递。
固液搅拌通常分为以下几个部分：（1）固体颗粒的悬浮；（2）沉降颗粒的再悬浮；（3）悬浮颗粒渗入液体；（4）利用颗粒之间以及颗粒与桨之间的作用力使颗粒团聚体分散或者控制颗粒大小；（5）液固之间的质量传递。
三、搅拌工艺过程控制
干混
使粉体充分混合，固体之间的混合比在液体下固体间的混合更加容易。同时防止CMC聚团，缩减CMC的溶解时间。
捏合
高固含量下浆料比较硬，通过搅拌对浆料进行摩擦剪切，同时因为搅拌桨呈麻花结构，运作时会对浆料产生向下的挤压作用。其一可以对大颗粒产生破碎作用，同时也使得CMC包覆在石墨表面。由于CMC带正电，其在石墨表面包覆后会形成双电层结构，石墨之间因静电排斥，可防止颗粒间相互聚团。生产采用60~63%固含量搅拌，考虑到设备的损耗问题，如采用200L和650L的搅拌罐，高固含量下，电机功率无法承受，因此采用低粘度搅拌。低粘度下不利于CMC的包覆，因此需延长搅拌时间。
加CMC
CMC分子链基团与水分子存在氢键效应，悬浮在溶液中会形成庞大的空间位阻，以防止浆料沉降。
搅拌分散时间
使CMC充分溶解。生产中采用2h搅拌可利用浆料剪切变稀的原理降低浆料粘度，从而使浆料可以维持较高固含量。
转速/时间对SP导电剂分散的影响
转速/时间对石墨分散的影响
四、常用的搅拌器
不同形式搅拌器对浆料过程参数的影响：
