鉅大LARGE | 點擊量:1281次 | 2020年08月05日
鋰離子電池不同漿料制備設(shè)備方法全解析
鋰離子電池的電極制造,正極漿料由粘合劑、導(dǎo)電劑、正極材料等組成;負(fù)極漿料則由粘合劑、石墨碳粉等組成。正、負(fù)極漿料的制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過程,而且在這個過程中都伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負(fù)極漿料中,顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運動,因此在鋰離子電池生產(chǎn)中各極片材料的漿料的混合分散至關(guān)重要,漿料分散質(zhì)量的好壞,直接影響到后續(xù)鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量及其產(chǎn)品的性能。
雙行星攪拌機
行星架在轉(zhuǎn)動的時候,可以帶動機器的攪拌軸圍繞著反應(yīng)釜料桶公轉(zhuǎn)的同時,雙行星的攪拌軸進行高速自轉(zhuǎn),這種公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)的同時進行可以促物料受到機械強烈的剪切與捏合的用途,從而達(dá)到物料的充分乳化、分散和混合的目標(biāo)同,這種結(jié)構(gòu)設(shè)備的混合效果是普通混合機的幾倍。同時在雙行星攪拌機的行星架上設(shè)置了一組刮壁刀隨著行星架轉(zhuǎn)動,通過不斷的無縫刮壁,讓壁桶無滯留電池漿料,提高了混合的效果。雙行星攪拌機是耐真空的機械,可進行抽真空、加熱、冷卻。可以滿足鋰離子電池漿料的濕法混料工藝的加工需求。
優(yōu)勢:
1.低間隙。漿與漿、漿與桶壁、漿與桶底之間間隙低,攪拌漿相互間以及攪拌漿與攪拌罐內(nèi)部的精密間隙,使攪拌罐無死角,具有高度的捏合效果,使物料在短時間內(nèi)迅速相互滲透及捏合。
2.高效率。獨特的混合分散攪拌結(jié)構(gòu)設(shè)計,大大提高了鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)量,能夠進行高效生產(chǎn)。
3.物料不粘壁,出料干凈。
360度無死角設(shè)計,保證物料攪拌均勻。在雙行星攪拌機的行星架上的刮壁刀可以輕松使桶壁無滯留料。同時輔以刮片式攪拌槳,可以對料桶底部進行刮拭,防止了攪拌死角,大大提高了物料的混合效果,保證了成品的品質(zhì)。
4.高分散/剪切低噪音。分散/乳化部件線速度可達(dá)到23M/S以上,零部件加工、專業(yè)工裝,零部件配合度高,磨損度小,運行更加平穩(wěn)低噪音;滿負(fù)載運行下,營造低噪音工作空間。
5.耐腐蝕零泄漏。防腐蝕機械密封加上軟、靜等密封,行星傳動箱采用全密封結(jié)構(gòu),全方位密封理念使得密封性能在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上提高50%;并且真空保持度高,確保攪拌過程零污染。
6.高強度。根據(jù)不同的混合工藝(干法混料、濕法混料),經(jīng)嚴(yán)格的強度計算,適合高粘度、高固含量電池正負(fù)極漿料、粘結(jié)劑使用。
7.集成化高。預(yù)混、攪拌、周轉(zhuǎn)、過濾諸環(huán)節(jié)無縫快拆式對接,與空氣無接觸。可PLC全自動控制,速度、溫度、升降、真空系統(tǒng),可集成在一張面板上控制。
缺點:
在操作過程中雙行星攪拌也會遇到諸多問題:
1.批次分散工藝,混合分散時間長,能量消耗大。
2.電極粉末材料由行星攪拌器頂部加入,粉塵容易飛揚、漂浮。更重要的是粉末與液相混合極易發(fā)生團聚。
3.物料易殘留于行星攪拌器的罐蓋、罐壁及攪拌槳上,清洗操作困難。
4.空氣易存留于分散混合罐,氣泡的出現(xiàn)影響分散效果。
5.批次工藝致使量產(chǎn)受到限制,生產(chǎn)線占地面的大,維護成本高。
電池漿料雙螺桿式攪拌
螺桿式攪拌系統(tǒng)一般由計量斗、稱量及輸送系統(tǒng)、貯罐、制膠罐、中轉(zhuǎn)罐、喂料機、高速混料機、增壓泵、磁性式過濾器、高速均質(zhì)機、輔助設(shè)備及DCS中央控制系統(tǒng)組成。鋰離子電池的正、負(fù)極原材料(粉體與液體)通過精確的計量系統(tǒng)在線自動和持續(xù)輸送到螺旋混合機中、在螺旋混合機中完成混合、分散、研磨、抽真空等操作形成漿料,然后漿料持續(xù)從螺旋混合機中輸出進入下道生產(chǎn)工序。
雙螺桿攪拌全自動生產(chǎn)線具有生產(chǎn)效率高、封閉式生產(chǎn)、物料及能源消耗少等優(yōu)點,目前在行業(yè)內(nèi)也獲得一定認(rèn)可。
優(yōu)勢:
1、生產(chǎn)持續(xù)性強。持續(xù)攪拌工藝基于雙螺桿擠出機,將持續(xù)原料喂料、預(yù)攪拌捏合、精細(xì)分散和脫氣等基本操作集中于單個設(shè)備,持續(xù)攪拌工藝包括所有的液體和固體成分的可控性的持續(xù)喂料以及在液相中的固體顆粒的微觀分布。
2、較少設(shè)備資金投入。借助高生產(chǎn)效率,持續(xù)攪拌工藝可以用一條操作生產(chǎn)線取代多個批次攪拌機。因此,可以顯著減少大規(guī)模生產(chǎn)裝置所需的投資。
3、憑借能源節(jié)約、自動化程度高和所需的人力資源少,降低運營成本。
4、增強產(chǎn)品性能的重復(fù)性和可控性。
5、在線質(zhì)量控制實現(xiàn)更穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。原料喂料(粉末和液體),攪拌,分散和排氣的全自動化操作提高配方精確度,改善工藝控制并增強可追溯性。
缺點:
1、難以確保失重秤的精度。由于添加劑和原材料的比例差異較大,在非堆積式進料方式下,應(yīng)采用更高精度的失重秤以保證進料計量的準(zhǔn)確性,保證各類粒子能夠按照配方比例持續(xù)、準(zhǔn)確進入設(shè)備,才能提高混料的均勻性,從而提高電池品質(zhì)。
2、物料的一致性差,雙螺桿設(shè)計應(yīng)采用合理的螺桿設(shè)計組合,以保證物料進入的持續(xù)性和混合的均勻性。
犁式攪拌機
犁式攪拌機由傳動部件、攪拌器、圓形桶體、高速飛刀組成,攪拌器的犁頭在高速運轉(zhuǎn)時對物料除了軸向分散以外,還可帶動物料沿圓形筒體作周圍流動,有效解決物料分層問題,中間的高速飛刀進行輔助混合和對結(jié)塊料的分散解聚的用途。物料在犁頭和飛刀的雙重用途下能在較短的時間內(nèi)均勻混合。
優(yōu)勢:
1、混合速度快。新概念的犁刀式攪拌機理的核心技術(shù)的運用,加上高速旋轉(zhuǎn)刀頭的離散式攪拌,根據(jù)產(chǎn)品的不同配方,主機攪拌時間為90-180s。
2、攪拌主機的混合精度高。各種物料的和易性及均勻度好,混合時不出現(xiàn)離析,攪拌的混合比可高達(dá)1:10000,能夠最大程度地滿足施工要求。
3、卸料采用氣動開門,獨特的開門方式使卸料可在10秒以內(nèi)完成;
4、飛刀采用錳鋼制作,裝配硬齒面齒輪減速機,可滿負(fù)荷啟動;
5、犁頭、飛刀片磨損可更換,在干粉混合的基礎(chǔ)上可加噴液功能,使固液混合效果更佳。
缺點:
1、生產(chǎn)持續(xù)性差。裝料量太多,物料在犁刀式混合機內(nèi)會因為沒有充分的活動空間而影響混合效果和延長混合時間,增大功率消耗;裝料量過少,也會因為犁刀式混合機內(nèi)的物料太少而不能形成足夠的阻力,從而減弱了混合效果,延長了混合時間。
2、容易造成物料的堆積,使用后殘渣不易清洗。
不同的漿料制備方法在行業(yè)內(nèi)各家公司均有應(yīng)用,孰優(yōu)孰劣尚無定論,北方華創(chuàng)新能源致力于漿料制備工藝的研發(fā),打造先進的漿料制備系統(tǒng),為行業(yè)客戶供應(yīng)更優(yōu)的漿料制備方法。
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