¿Cuál es el estado de la etapa de mezcla del material durante la preparación de la lechada de la batería de litio?

En el proceso de preparación de la lechada, hay que destacar dos aspectos principales: por un lado, el primer material se dispersa uniformemente; por otro lado, se evita la aglomeración secundaria provocada por la interacción entre las materias primas.

El grosor de la pieza polar de la batería de litio es generalmente de unos 40-200 μm, y el grosor de la pieza polar varía según el tipo de batería (alta energía, alta potencia, etc.). Si desea una batería de litio con buen rendimiento electroquímico, la pieza polar debe tener el mismo grosor antes, después y con una superficie lisa y sin defectos. Bajo las condiciones del proceso de recubrimiento por exclusión, la preparación de la lechada es el procedimiento clave para determinar su calidad. La viscosidad de una buena lechada de batería de litio no es fácil de cambiar, el tamaño de partícula es pequeño, no hay granulosidad obvia después del recubrimiento y secado, y no hay materias extrañas como burbujas. Luego, en el proceso de preparación de la lechada, hay dos aspectos principales a destacar: por un lado, el primer material se dispersa uniformemente; por otro lado, se evita la aglomeración secundaria provocada por la interacción entre las materias primas. Por lo tanto, el propósito del proceso de agitación es dispersar y mezclar los materiales en el estado original, y también evitar la reaglomeración entre las partículas.

Las piezas polares de la batería de litio se dividen en piezas polares positivas y piezas polares negativas. Los materiales vivos, agentes conductores, aglutinantes, disolventes y similares utilizados en los dos tipos de piezas polares varían con el sistema de batería. Mezclar un sistema multifásico tan complejo en una suspensión homogénea con buena homogeneidad requiere más experiencia práctica y base teórica. Cuanto menor sea el tamaño de partícula del material, más difícil será dispersar la forma. En particular, el agente conductor negro de humo a menudo se aglomera en grandes trozos durante el proceso de agitación, lo que no solo no juega un buen papel conductor, sino que también afecta la energía específica de la batería. . El negro de carbón se puede utilizar no solo en baterías de litio sino también en plásticos, polímeros, etc., por lo que existen muchos estudios sobre la dispersión del negro de carbón. Según informes de investigación actuales, la dispersión de aglomerados se puede realizar de las siguientes formas:

El primer tipo de erosión de la izquierda ocurre bajo la acción de fuerzas mecánicas más débiles, en cuyo punto el material fluye con fuerzas mecánicas, formando aglomerados de diferentes tamaños. Durante este proceso, los pequeños trozos de material se desprenden gradualmente de los grandes aglomerados para formar partículas secundarias. Cuando la fuerza mecánica externa excede un cierto valor crítico, la ruptura de las partículas ocurre repentinamente, como se muestra en el medio de la figura de arriba. Si la energía mecánica alcanza un cierto nivel y se prolonga el tiempo, las partículas continuarán rompiéndose, pero este fenómeno tiene una baja probabilidad de ocurrencia.

Durante la preparación de la suspensión de la batería de litio, la forma de contacto entre los materiales puede tener los tres estados que se muestran en la figura anterior. Primero, la estructura del negro de carbón no se cambia fácilmente, su distribución es relativamente uniforme y existe en la estructura1. A medida que avanza la agitación mecánica, se produce simultáneamente la despolimerización y la dispersión del agente conductor y, finalmente, el agente conductor se recubre completamente sobre la superficie del material vivo.

Es un proceso importante desde la presencia separada de partículas de materia prima hasta la formación de una sustancia mezclada homogéneamente. Todo el proceso se puede dividir en estado de polvo sólido (I), estado de humectación mixta (II) y finalmente estado de suspensión formado (III). El control del proceso se muestra en la siguiente figura.

En la etapa de mezclado en seco, la energía de entrada del dispositivo, la fuerza mecánica y el tamaño de partícula del material activo afectan la dispersión del agente conductor. Además, la aglomeración de materiales se ve muy afectada por la humedad del aire.

El estado de humectación comienza con la primera adición de disolvente al polvo sólido, dependiendo el grado de humectación del grado de saturación del polvo al líquido y del estado de adhesión y tensión. Durante este proceso, la dispersión y aglomeración continúan ocurriendo mientras se cambia el estado de mezcla de la mezcla. Cuando se alcanza el punto de gel o la saturación total, ya no hay una gran entrada de fuerza y se reduce la interacción entre las partículas, que luego se pueden diluir hasta el contenido de sólidos deseado. En la etapa de dilución de la suspensión, intervienen la hidrodinámica y las fuerzas de cizallamiento de la lechada. En las condiciones de flujo de fluido, la fuerza de cizallamiento ejercida por el mezclador sobre las partículas hace que el material esté en un estado estable.

Los diferentes procesos de control de procesamiento ejercen diferentes fuerzas sobre las materias primas del material, lo que provocará que la dispersión de las partículas sea uniforme. Especialmente para el agente conductor de negro de carbón, la intensidad de tensión variable es uniforme para la conductividad electrónica, la capacidad de la batería y la densidad de corriente de la pieza polar tiene un gran impacto, por lo que es necesario comprender el estado de la etapa de mezcla del material en el proceso de preparación de la suspensión. .

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