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锂电池正极配料工序过程中温度太高的话会开云体育 Kaiyun.com 官网入口不会造成浆料分散不开?

发布时间:2023-07-14 21:25:21 人气:

  能源存储技术发展至今,对不同领域、不同需求,人们已提出和开发了多种储能技术来满足应用。Kaiyun 开云与其它商业化的可充放电池相比,锂电池具有能量密度高、循环寿命长、工作温度范围宽和安全可靠等优点,被广泛应用在消费电子、动力电池、Kaiyun 开云储能等领域。

  在锂电池的生产过程中,需要输送、研磨、分散具有高粘度或高含固率特性的电池浆料,这种电池浆料高磨损和高腐蚀等特性,对泵的选型要求非常高。很多锂电池厂家生产工艺中使用的泵,存在输送脉动、噪音、低寿命,以及流量不稳定等长期痛点。

  得利时针对锂电用户需求和痛点,开发出了低转速、高扭矩、高扬程、开云 开云体育平台低噪音、、高稳定、高可靠的电池浆料输送转子泵,开云 开云体育平台以及集电池浆料研磨、解聚、混合为一体的均质乳化泵,产品已在多家知名锂电池生产企业成功应用。

  锂电池前端工艺的结果是将锂电池正负极片制备完成,其第一道工序是搅拌,即将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂,通过真空搅拌机搅拌成浆状。配料的搅拌是锂电后续工艺的基础,高质量搅拌是后续涂布、辊压工艺高质量完成的基础。

  在正、负极浆料中,颗粒状活性物质的分散性和均匀性直接响到锂离子在电池两极间的运动,因此在锂离子电池生产中各极片材料的浆料的混合分散至关重要,浆料分散质量的好坏,直接影响到后续锂离子电池生产的质量及其产品的性能。

  能够适应不同混合、搅拌工艺,可以广泛、高效地用于制备电池膏、电池材料、电池浆料。

  1.全密封系统,处理过程无物料损失,保证配方准确保持不变,节省原料,提高生产质量和可持续性。

  2.锂电池混合机整机刚性稳定,可以进行整体框架结构设计,方便布局,紧凑结构,操作简单,安全可靠。

  4.运行低噪音,设备配合度高、磨损小,真空保持度高,确保混合过程零污染。

  5.锂电池混合机适合高黏度、高固含量锂离子动力电池正负极浆料(磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂等,)能够适应不同混合、搅拌工艺。

  配料过程实际是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起,调制成浆料,以利于均匀涂布,保证极片的一致性。配料大致包括五个过程,即:原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。

  随着科学技术的发展和相关理论的完善和进一步成熟,搅拌机的设计和制造获得了飞速发展。搅拌器主要包括旋浆式搅拌器,涡轮式搅拌器、浆式搅拌器、Kaiyun 开云锚式搅拌器、卧式螺带搅拌器、液压升降搅拌器、釜用搅拌器。被广泛应用于新能源、建筑、化工、冶金、医药、食品、饲料、新材料等多个领域,其覆盖行业范围极为广阔,市场需求不断增长。

  应用于锂电材料的批混、干粉砂浆、腻子粉、化学品、真石漆、陶瓷、耐火材料等固-固(即粉体与粉体),固-液(即粉体与胶浆液)的混合,还能搅拌膏状、粘稠的或比较重大的物件。

  锂电正负极浆料是由活性物质、导电剂、粘结剂分散于溶剂中形成的固液两相混合体系。理想的电极浆料应该满足以下要求:(1)活性物质和导电剂颗粒团聚体尽可能分散;(2)打开导电剂长链,进一步分散链状导电剂;(3)形成最合适的活性物质、导电剂和粘结剂彼此之间的排布方式;(4)维持浆料最优悬浮结构和成分稳定性,防止沉降和团聚等成分偏析。其中,浆料的均匀性和稳定性极大地影响了电芯的一致性及电化学性能。如果固体颗粒在溶剂中分散不均或者快速沉降,则不能形成良好的电子导电网络,这将极大的影响其电性能发挥。

  锂离子电池极片设计中,导电剂形成的三维网络将活性颗粒连接起来,这是电子传输的主要路径。而且,活性物质,特别是正极材料的电子电导率很低时也需要导电剂促进电子传导。因此,锂离子电池设计时我们应根据不同的活性物质材料、不同目的(改善倍率性能、循环性能、提高不可逆比容量)而选取与之相匹配的导电剂。导电剂的材料、形貌、粒径、搅拌顺序、添加量与不同类型导电剂的复合状态都对锂离子电池有着不同方面的影响。另外,导电剂的分布状态也很关键,浆料中导电剂可能分布状态如图1所示:(1)导电剂团聚在一起,没有分散开;(2)导电剂均匀分散,但是单独悬浮在浆料中,没有和活性材料导电剂紧密结合;(3)浆料中的导电剂理想分布状态:导电剂均匀分散,在活性物质颗粒表面形成导电薄层;导电剂与活性物质颗粒表面紧密接触,使电子能够有效参与脱/嵌锂反应;导电剂之间相互连通导电,与每一个活性物质颗粒形成电子通路。

  对浆料的电阻率进行测量,可以在浆料层级评估其颗粒的分散性及导电性。目前导电剂对导电网络的模型研究较多,而用电阻率定量分析浆料性能却比较少见。本文通过调控浆料固含量,分析固含量、电阻率、黏度之前的关系,同时也通过改变电流-电压曲线验证了正负极浆料的导电类型。

  1.1 测试设备:采用BSR2300(IEST-元能科技)表征不同固含量和黏度的正负极浆料电阻率。

  按表1配方分别配置不同固含量正负极浆料,分别测试黏度和电阻率,如表2所示,正负极浆料都随着固含量的增加而黏度不断增大,同时电阻率不断减小。

  当LCO固含量大于50%后,黏度急剧升高,这可能因为随着固含量升高,单位体积内钴酸锂颗粒占比不断增大,大密度的钴酸锂颗粒碰撞会加剧体系内颗粒之间的相互作用力,导致黏度增加,而急剧增大点则为颗粒间作用力急剧变化的阀值点。当石墨固含量35%以下时,随着固含量增加电阻率加速减小,当固含量大于35%后,电阻率随固含量变化较缓,这是因为随着固含量增大,越来越多的颗粒构建了有效导电网络,当达到阀值后导电性不在显著增加。

  为进一步研究锂电正负极浆料体系中导电方式,设计I-V实验加以验证,如图4所示。对钴酸锂浆料和石墨浆料分别施加0.001mA、0.0015mA、0.002mA、0.0025mA、0.003mA电流,并采集电压信号。图4显示电流电压线性关系明显,基本复合欧姆定律,说明钴酸锂正极浆料和石墨负极浆料的导电类型主要以电子电导为主,即电子通过颗粒间的接触传导到颗粒本身,进而构建多维导电网络,表现出一定的导电性能。

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