Иусхун интелигентни двоструки планетарни миксер: Иновирање технологије припреме катодне каше литијумске батерије

Данас, док индустрија енергије батерија убрзава свој напредак ка ТВх ери, густина енергије, животни век и безбедносни учинак литијумских батерија већ су постали кључни показатељи основне конкурентности компаније. А сви ови аспекти перформанси су укорењени у квалитету припреме суспензије позитивне електроде литијумске батерије - као „прве линије одбране“ у производњи листова позитивних електрода литијумске батерије, униформност, стабилност и дисперзија суспензије позитивне електроде директно одређују ефикасност накнадног премаза, ваљања и других процеса, па чак и утичу на укупне перформансе батерије у целини. Под таквим захтевима индустрије, Иусхун интелигентна двострука планетарна машина за мешање, ослањајући се на своју техничку акумулацију и иновативна открића у области опреме за литијумске батерије, прецизно решава основне проблеме припреме суспензије позитивних електрода и постаје кључна опрема која помаже предузећима да смање трошкове, повећају ефикасност и повећају конкурентност производа.

Катодна паста за литијумске батерије није само једноставна мешавина материјала, већ сложен колоидни систем састављен од више компоненти у прецизним пропорцијама. Може се сматрати "хранљивим раствором" литијумских батерија и служи као језгра која повезује сировине катоде и готове ћелије батерије. Његове главне компоненте укључују четири кључна састојка: катодне активне материје (као што су НЦМ523, НЦМ811, литијум гвожђе фосфат, итд.), проводне агенсе (као што су проводна чађа, угљеничне наноцеви, итд.), везива (као што су полиакрилонитрил, ПВДФ, итд.) и органски растварачи Ндиметила, Ндиметила Н-метилпиролидон, итд.). Неке формулације могу такође додати малу количину неорганских пунила и средстава за млевење ради оптимизације перформанси.

Ове четири компоненте свака имају своје функције и неопходне су: Активни материјали су језгро за складиштење и ослобађање енергије, директно одређујући густину енергије и платформу напона батерије; Кондуктивни агенси су одговорни за изградњу ефикасне мреже за пренос електрона, смањење омског отпора електроде и избегавање лошег контакта између честица активног материјала; Везиво делује као "лепак", чврсто фиксирајући активне материјале и проводне агенсе на струјни колектор од алуминијумске фолије, одржавајући интегритет структуре електроде и осигуравајући чврсто приањање између премаза и струјног колектора; Органски растварачи служе као дисперзиони медијум, растварајући везива и влажење површине чврстих честица, обезбеђујући гаранцију за равномерно мешање свих компоненти.

У идеалном случају, катодна суспензија треба да постигне ефекте „без агломерације, без мехурића, високе униформности и високе стабилности“, омогућавајући проводљивом средству да равномерно покрије површину активног материјала и везиву да формира ефикасне везе између честица без блокирања пора. Ова микроскопска{1}}уједначена дистрибуција је предуслов да литијумске батерије постигну дуг животни век, високе перформансе и високу безбедност, а такође је и основни циљ процеса припреме суспензије. Према индустријским статистикама, приближно 15% кварова у перформансама литијумских батерија приписује се грешкама у процесу мешања суспензије, што јасно показује важност припреме катодне суспензије.

Тренутно, процес хомогенизације суспензије за катодне пасте за литијумске батерије углавном се састоји од четири пута: влажна метода, полу{0}}сува метода, сува метода и мокра метода без везива (метода у једном-корак). Иако сваки од ових путева има свој фокус, сви се суочавају са низом заједничких и појединачних изазова, који су постали кључна уска грла која ограничавају ефикасност производње и квалитет производа предузећа. Они се могу сажети у четири кључна проблема:

Проблем неравномерне дисперзије и агломерације је истакнут

Активни материјали и проводљиви агенси у катодној суспензији су углавном прахови нано{0}}величине, који имају велику специфичну површину и високу површинску енергију. Они су склони агломерацији. Традиционална опрема има једну методу мешања, због које је тешко формирати свеобухватну силу смицања високог интензитета-, што доводи до тога да се честице праха не распршују у потпуности, формирајући „тврдо агломериране“ честице - ове агломериране честице ће блокирати канале за пренос електрона, смањујући капацитет батерије и одвајање енергије у батерији. опадати. Посебно у процесу суве методе, униформност мешања праха је изузетно висока (вредност одступања треба да буде<3%), and traditional equipment is difficult to meet this strict standard. At the same time, it also faces the bottleneck of low powder wetting efficiency, and has extremely high requirements for the equipment stirring trajectory and dispersion disc line speed (≥17m/s).

Задржавање мехурића и недовољна стабилност

Било да се ради о мокром процесу за припрему раствора ПВДФ гела или у методи производње у „једном{0}}} кораку без припреме гела, ваздух је склон да се увуче током процеса мешања, што резултира стварањем мехурића. Капацитет контроле вакуума традиционалне опреме је ограничен и није у стању да ефикасно уклони ситне мехуриће у каши. Ови мехурићи ће узроковати рупице и недостатке материјала током процеса облагања електроде, не само да утичу на квалитет изгледа електроде, већ и потенцијално узрокују унутрашње кратке спојеве у батерији, озбиљно угрожавајући безбедност употребе. Истовремено, традиционална опрема има потешкоћа у прецизној контроли температуре и вискозитета суспензије, што доводи до раслојавања и таложења суспензије током складиштења и употребе, лоше конзистенције шарже и утиче на стабилност накнадне производње - у мокром процесу, традиционална опрема се често суочава са проблемима као што су задржавање мехурића у раствору гела, недовољна стабилност мешавине и пенетрација материјала; у процесу мокре припреме без{5}}гела, од опреме се захтева да истовремено постигне велику-брзину дисперзије (1350 р/мин) и прецизну контролу вакуума (-80 кПа), али традиционална опрема није у стању да уравнотежи ефикасност дисперзије и стабилност суспензије.

Лоша компатибилност процеса и велика потрошња енергије

Различити катодни материјали (као што су тернарни материјали и литијум гвожђе фосфат) и различити путеви процеса хомогенизације имају значајно различите захтеве за параметре као што су брзина ротације, обртни момент, контрола температуре и структура лопатице опреме за мешање. На пример, у ЛФП систему, због његове веће густине (2,6 г/цм³ наспрам НЦМ 2,0г/цм³), потребна је већа брзина ротације да би се превазишао отпор седиментације честица, док ће у НЦМ систему, претерано велика брзина ротације проузроковати прекид молекуларних ланаца ПВДФ; у полу-сувом процесу, двострука фаза „мешања-дисперзије“- захтева да опрема има снажан излазни обртни момент и интелигентне могућности контроле температуре. Конвенционална опрема је склона проблемима као што су заглављивање материјала у окну, велика потрошња енергије и непотпуна дисперзија приликом употребе. Традиционална опрема је углавном фиксне структуре, неспособна да се флексибилно прилагоди различитим захтевима процеса. Приликом промене процеса неопходна је замена опреме или значајна прилагођавања параметара, што је гломазно и резултира ниским искоришћењем опреме и великом потрошњом енергије, повећавајући трошкове производње предузећа.

Ниска ефикасност производње и лоша конзистентност серије

Циклус мешања традиционалне опреме за хомогенизацију је дуг. На пример, конвенционални производни циклус влажног процеса захтева више од 12 сати. Међу њима, припрема ПВДФ гела захтева 4-6 сати мешања + 12 сати стајања, инфилтрација главног материјала захтева 5 сати, а дисперзија велике брзине захтева континуирану брзину од 1300 о/мин током 5 сати. Ово озбиљно ограничава ефикасност производње. У исто време, опреми недостају интелигентне контролне могућности и не може да прати и прилагођава параметре мешања у реалном времену, што доводи до великих флуктуација у вискозности, степену дисперзије и другим показатељима суспензије из различитих серија (премашује захтев националног стандарда ±5%), што утиче на конзистентност батеријских производа и повећава трошкове сортирања и тестирања.

Као одговор на четири основне болне тачке процеса хомогенизације, тим за истраживање и развој компаније Иусхун Интеллигент Екуипмент провео је три године вршећи техничко истраживање и развој. Интеграцијом механике флуида, науке о материјалима и технологије интелигентне контроле, креирали су нову генерацију интелигентног двоструког-система за мешање планета. Са пет основних предности, прецизно решава проблеме у припреми катодних паста и постаје пожељна опрема за предузећа са литијумским батеријама - одабир Иусхун интелигентног двоструког планетарног миксера у суштини значи избор ефикасног, стабилног и{4}}уштедљивог производног решења, као и избор за повећање конкурентности производа.

Двоструко-мешање једињења планета, решавање проблема неуједначене дисперзије

Опрема усваја систем двоструког-покретања „револуција рама планете + ротација диска дисперзије“, комбинован са дизајном ротационог стругача, да би се постигло мешање од 360 степени без-углова и турбулентна конвекција материјала, потпуно се опраштајући од мешања мртвих зона и остатака материјала. Дизајн лопатице за мешање са дна за стругање, у комбинацији са великом заобљеношћу (мање од 0,2 мм) унутрашњости цеви и разумним размаком од материјала за лопатице{6}}, обезбеђује да се материјали на зиду и дну цеви могу у потпуности измешати. Истовремено, брзина линије дисперзионог диска може да достигне 25 м/с, што далеко премашује конвенционалне стандарде у индустрији, што може да генерише силу смицања високог{9}}интензитета, ефикасно разбије агломерацију праха и контролише величину честица пасте на изузетно ниском нивоу. Стварни подаци мерења показују да је у поређењу са традиционалном опремом, уједначеност обрађених материјала побољшана за 40%, конзистенција шарже достиже 99,3%, савршено испуњава строге захтеве сувог процеса за уједначеност мешања праха и значајно побољшава ефикасност влажења праха, погодна за потребе дисперзије различитих катодних материјала као што су тернарни и литијум гвожђе фос.

Висококритична вакуумска технологија елиминише ризик од заосталих мехурића

Иусхун Интеллигент је иновативно развио више-степени систем за контролу градијента вакуума, који може да постигне ултра-висок ниво вакуума од -98 кПа, што је далеко изнад нивоа вакуума конвенционалне опреме у индустрији. Истовремено, усваја два сета механичких заптивки и меку-тврду композитну заптивку, као и потпуно заптивену структуру за кутију планетарног преноса, обезбеђујући да притисак вакуума остане изнад -0,092 током 24 сата без икаквог цурења уља или гаса. Овај ефикасан вакуум систем може брзо уклонити ситне мехуриће из суспензије, повећавајући ефикасност пене за 60%, смањујући заостали садржај мехурића на мање од 0,01%. Ово елиминише дефекте као што су рупе на електродама и недостатак материјала у њиховом корену, обезбеђујући безбедносне перформансе батерије. Штавише, вакуумско окружење може ефикасно спречити испаравање растварача и оксидацију суспензије, додатно побољшавајући стабилност суспензије и испуњавајући строге захтеве за вакуум мокрим неочвршћавајућим процесом „метода у једном кораку“