¿Qué sabe acerca de la lechada de baterías de litio?

La fabricación de baterías de iones de litio es un proceso que está estrechamente relacionado con todos los procesos. En su conjunto, el proceso de fabricación de la batería de litio incluye la producción de la pieza polar, el proceso de ensamblaje de la batería y el fluido de inyección final, el proceso de precarga, formación y envejecimiento. En estas tres etapas del proceso, cada procedimiento de trabajo se puede dividir en varios procesos clave. Cada paso ha tenido una gran influencia en el rendimiento de la batería.

Fase, el proceso de fabricación de placas se puede subdividir en preparación de lechada, recubrimiento de lechada, laminado de plancha, corte de plancha y proceso extremadamente seco. El proceso de ensamblaje de la batería, y de acuerdo con los diferentes tipos de celdas, dividido aproximadamente en bobinado, en la carcasa, el proceso de soldadura, etc. Al final de la fase líquida, incluya líquido de inyección, escape, sellado, precarga, en cada proceso. como el envejecimiento. El proceso de fabricación de piezas de poste es todo el contenido del núcleo de electricidad de litio de la fabricación de piscinas, la relación entre el rendimiento electroquímico de la batería y la calidad de la pulpa es particularmente importante.

Primero, la teoría básica de la lechada

La pasta de electrodo de batería de iones de litio es un tipo de fluido, el fluido generalmente se puede dividir en fluidos newtonianos y fluidos no newtonianos. Se puede dividir en la expansión de líquido plástico no newtoniano, líquido no newtoniano dependiente del tiempo, líquido pseudoplástico y líquido plástico Bingham para esperar algunos tipos. Después de Newton, el fluido se refiere a la deformación mecánica con extrema facilidad, y el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación son proporcionales al fluido de baja viscosidad. Cualquier punto del esfuerzo cortante con velocidad de deformación cortante es una relación de función lineal del fluido. Muchos de los fluidos son fluidos newtonianos en la naturaleza. El líquido más puro, como el agua, el alcohol, el aceite ligero, la solución de compuestos de bajo peso molecular y el flujo de gas a baja velocidad, son los fluidos newtonianos.

Fluido no newtoniano, es para señalar que no cumple con el fluido del experimento de la ley de viscosidad de Newton, es decir, la relación lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación cortante no es fluida. El fluido no newtoniano existe ampliamente en la vida, la producción y la naturaleza. Solución y suspensión de polímero concentrado para fluido no newtoniano. La gran mayoría del fluido biológico ahora se define como fluido no newtoniano. La sangre de las personas, el líquido linfático, el líquido y otros líquidos corporales, y al igual que el citoplasma, el "semifluido" pertenecen al líquido no newtoniano.

La pasta de electrodos se compone de una variedad de diferentes proporciones y granularidades de materias primas, mezcla de dispersión y formación de fase sólida-líquida de la suspensión que pertenece al fluido no newtoniano. La pasta y la pasta de batería de litio se pueden dividir en dos tipos de pasta positiva y negativa, porque el sistema de suspensión (aceitosa, a base de agua) es diferente, la naturaleza variará. Pero, juzgue el carácter de pegar los siguientes parámetros:

1. La viscosidad de la lechada.

La viscosidad es una medida de la viscosidad del fluido, es una potencia de flujo del fluido de su fenómeno de fricción interna de dicho. Cuando el líquido fluye, la naturaleza de la fricción interna en el intermolecular, conocida como la viscosidad del líquido, el tamaño de la viscosidad con la viscosidad, se utiliza para caracterizar las propiedades del líquido relacionadas con el factor de resistencia. La viscosidad se divide en condición de viscosidad dinámica y viscosidad.

La viscosidad se define como un par de placas paralelas, cubre un área de A, Dr, aparte de estar llenas de A líquido. Hoy en día para ejercer una fuerza superior F, producir un cambio de velocidad du. Debido a la viscosidad del líquido transferir esta fuerza capa sobre capa, cada capa de líquido también corresponde al movimiento, la formación de un gradiente de velocidad du / Dr, velocidad de corte , expresado como ar '.F / A, conocido como el esfuerzo cortante a tau dijo. Con la siguiente relación entre velocidad de corte y esfuerzo de corte:

(F / A) = eta (du / Dr)

Fluido newtoniano de acuerdo con la fórmula de Newton, solo relacionado con la temperatura, viscosidad y velocidad de cizallamiento, tau y D como relación proporcional.

El fluido no newtoniano no se ajusta a la fórmula de Newton tau / D = f (D), expresada en eta una cierta viscosidad bajo (tau / D), dicha viscosidad aparente. La viscosidad del fluido no newtoniano, además de estar relacionada con la temperatura, también está asociada con la velocidad de cizallamiento, el tiempo y el adelgazamiento por cizallamiento o el cambio de espesamiento por cizallamiento.

2. Las propiedades de la pulpa

La lechada es un tipo de fluido no newtoniano, que es una mezcla sólido-líquido, para cumplir con los requisitos del proceso de recubrimiento posterior, el agente de apresto debe tener las siguientes tres características:

1) Buena liquidez. La liquidez puede remover la pulpa, hacer que fluya naturalmente y observar su continuidad. Buena continuidad y apagado muestra buena liquidez. La liquidez está asociada con el contenido de sólidos y la viscosidad de la lechada,

(2) La propiedad de flujo. Afecta la propiedad de fluidez de la pasta es la planitud y uniformidad del recubrimiento.

(3) Reología. La reología se refiere a la pulpa en el flujo de características de deformación, su naturaleza es buena o mala afecta los méritos de la calidad de la pieza polar.

3. La dispersión de la pulpa

Los electrodos de la batería de iones de litio, la pasta del ánodo son adhesivos, el agente conductor, el material del ánodo, etc .; La pasta catódica está compuesta por adhesivo, grafito, polvo de carbón, etc. La preparación de la pasta de electrodos positivos y negativos incluye la mezcla de materiales líquidos y líquidos, líquidos y sólidos, disolución, entre dispersión y una serie de procesos tecnológicos, y en este proceso se acompaña de temperatura, viscosidad, ambiente, etc. El proceso de dispersión de mezcla de lodos de baterías de iones de litio se puede dividir en procesos de mezcla macro y microdispersos, los dos procesos irán acompañados de todo el proceso de preparación de lodos de baterías de iones de litio. La preparación de la pasta tiende a pasar por las siguientes etapas:

1) Mezcla de polvo. Entre partículas en forma de puntos, punto, punto, línea,

(2) la fase de amasado de lodo seco. Después de esta etapa en la mezcla de polvo seco, agregando líquido aglutinante o solvente, la materia prima está húmeda, viscosa. Después de un mezclador de agitación fuerte, el material se corta por fuerza mecánica y fricción, también tiene fricción interna entre las partículas al mismo tiempo, bajo las diversas fuerzas, la materia prima entre las partículas tiende a estar muy fragmentada. En esta etapa, el tamaño de las partículas del producto terminado y la viscosidad de la suspensión tiene una influencia crucial.

(3) por el escenario. Después de completar el amasado, agregue lentamente la viscosidad de la suspensión de solvente y el ajuste del contenido de sólidos. La dispersión y el reencuentro de esta etapa conviven, y finalmente logran la estabilidad. En esta etapa, el material se propaga principalmente por la fuerza mecánica, la resistencia a la fricción entre el líquido, el polvo, la fuerza de cizallamiento de alta velocidad dispersa, la influencia del tamaño y la fuerza de impacto de la pared del contenedor.

En segundo lugar, el análisis de los parámetros de impacto de las propiedades de la pulpa.

Y la pulpa de la pulpa tiene una buena estabilidad, es este proceso de producción de la batería para garantizar la consistencia de un indicador importante. Al final de la pulpa, se detiene la agitación, la lechada se condensará y esperará un fenómeno, la sedimentación del floculante, producirá partículas grandes, en un proceso de recubrimiento posterior causó gran influencia, etc. Caracterización de la lechada sobre la estabilidad de los principales parámetros ha liquidez, viscosidad, contenido de sólidos, densidad, etc.

1. La viscosidad de la lechada.

El tamaño del electrodo debe ser estable y con una viscosidad adecuada, tiene una influencia crucial en el proceso de recubrimiento de la placa. La viscosidad demasiado alta o demasiado baja es perjudicial para la pieza polar del recubrimiento, la alta viscosidad de la suspensión no es fácil de precipitar y la dispersión será mejor, pero la viscosidad demasiado alta contra el efecto de nivelación del flujo no favorece el recubrimiento; La baja viscosidad también es mala, mientras que la liquidez de la lechada de baja viscosidad es buena, pero el secado duro reduce la eficiencia de secado del recubrimiento, el recubrimiento se agrietará, la densidad de la reunión de partículas de la lechada, la consistencia de la superficie es mala.

En nuestra producción los problemas que suelen aparecer en el proceso de un cambio de viscosidad, y aquí está el "cambio" y se pueden dividir en: cambio instantáneo y estático. Instantáneo se refiere a cambios en la viscosidad de cambios dramáticos en el durante la prueba, el cambio estático se refiere a una estática colocada después de un período de tiempo que cambia la viscosidad de la pasta. El cambio de viscosidad o alta o baja o alta baja. En términos generales, los factores en la viscosidad de la lechada son la velocidad de agitación, el control del tiempo del material líquido espeso, el orden de los ingredientes, la temperatura y la humedad ambientales, etc. ¿Muchos factores, cuando nos encontramos con los cambios de viscosidad, deberían ser cómo resolverlos? La viscosidad de la lechada, en esencia, es por la influencia decisiva del aglutinante. Imaginario, sin aglutinante PVDF / CMC / SBR (como se muestra en la figura 2, 3), o aglutinante será una muy buena combinación sin material vivo, el material sólido se formará en vivo ¿Está recubierto uniformemente con agente conductor de fluido no newtoniano? Por lo tanto, resolviendo el motivo del cambio de viscosidad de la suspensión, a partir de la naturaleza del aglutinante y el grado de dispersión de la pulpa.

Figura 2. Estructura de matriz de moléculas de PVDF

Figura 3. Fórmula estructural molecular de CMC

(1) la viscosidad aumenta

Un sistema diferente tiene una ley de cambio de viscosidad de pasta diferente de la corriente principal actual del sistema de lechada es el sistema de aceite de pasta de ánodo PVDF / NMP, la forma de pasta de ánodo de grafito / sistema de agua de CMC / SBR.

(1) la viscosidad positiva de la pasta en su lugar después de un período de tiempo. La razón de esto es una velocidad de mezcla de pulpa (corta) demasiado rápida, el aglutinante no se disolvió completamente, el polvo de PVDF colocado se disuelve después de un período de tiempo, la viscosidad aumentó. Generalmente, el PVDF necesita al menos 3 horas para disolverse por completo, sin importar qué tan rápido la velocidad de agitación pueda cambiar los factores de influencia del llamado "más prisa, menos velocidad". Por otro (largo) está en el proceso de que la suspensión se deje reposar, sol coloidal en estado de gel, como si para retardar la homogeneización, su viscosidad se puede restaurar. La tercera razón es entre las partículas coloidales y la materia viva, el agente conductor forma una especie de estructura especial, este estado es irreversible, incapaz de recuperarse después de que aumenta la viscosidad de la pasta.

(2) aumento de la viscosidad de la pasta de ánodo. El aumento de la viscosidad de la pasta de ánodo se debe principalmente a que la estructura molecular del adhesivo se dañó, la ruptura de la cadena molecular después de oxidarse aumentó la viscosidad de la suspensión. Si el material está demasiado estirado, un tamaño de partícula reductor más grande también puede aumentar la viscosidad de la lechada.

(2) Reducir la viscosidad

(1) Se redujo la viscosidad positiva de la pasta. Una de las razones, las propiedades coloidales adhesivas cambiaron. Causa una variedad de cambios, como el proceso de suspensión de una fuerte fuerza de corte, el aglutinante absorbe el cambio de calidad del agua, conduce a cambios en la estructura en el proceso de mezcla, se degrada en sí mismo, etc. Para otro, material sólido de suspensión de mezcla distribuida de manera desigual en la gran área de hundimiento. En tercer lugar, el proceso de mezcla del aglutinante por el equipo y la criatura viva fuerza de corte y fuerza de fricción fuertes, bajo la condición de carácter de cambio de alta temperatura, lo que resulta en una disminución de la viscosidad.

(2) viscosidad de la pasta de ánodo reducida. Una de las razones por las que la CMC se mezcla con impurezas, la mayoría de las impurezas de la CMC son resina polimérica difícilmente soluble, cuando la CMC y el disolvente mixto, como calcio, magnesio, reducirán su viscosidad. Por otro lado, la CMC es hidroxil metil celulosa sódica, la principal es la combinación de C / O, la fuerza de unión es muy débil y se destruye fácilmente por la fuerza de corte cuando la velocidad de agitación es demasiado rápida o demasiado larga, lo que puede dañar la estructura de la CMC. En el espesamiento de la suspensión del ánodo y el efecto estable, las materias primas dispersas juegan un papel importante al mismo tiempo, en caso de daño, su estructura está destinada a causar el asentamiento de la suspensión, la viscosidad se reduce. La tercera razón es la destrucción del aglutinante SBR. En la producción real, a menudo se elige el CMC y el SBR para trabajar juntos, los dos roles diferentes. SBR tiene principalmente el efecto de aglutinante, pero su demulsificación bajo agitación prolongada sucedió fácilmente, condujo a fallas, disminuyó la viscosidad de la pasta de unión.

(3) circunstancias especiales (un alto bajo oportuno como gelatina)

En el proceso de preparación de la pasta de ánodo en "gelatina" sucedería a veces. Hay principalmente dos razones para esto: primero, la humedad. Considere la absorción de humedad del material vivo, el control de la humedad para el proceso de mezcla no es bueno, las materias primas absorben agua o la humedad del ambiente de mezcla es mayor, después de que el PVDF absorba el agua en gelatina. En segundo lugar, el pH o los materiales de relleno. Cuanto más alto sea el valor de pH, el control del agua requiere más estricto, especialmente la mezcla de material con alto contenido de níquel NCA, NCM811.

La viscosidad de la pasta es alta o baja, una de las razones puede no ser del todo estable, en el proceso de prueba de la suspensión la viscosidad de la suspensión se ve afectada por la temperatura. Especialmente después de una rápida dispersión, la temperatura interna de la pulpa tiene cierto gradiente de temperatura, el muestreo de diferentes viscosidades también es diferente. La segunda razón es la diferencia en la dispersión de la pulpa, material vivo, aglutinante, agente conductor sin una buena dispersión, pasta, no hay buena liquidez, viscosidad natural de la lechada y alta o baja.

2. El tamaño del tamaño de partícula

Después de la lechada de aleación, la necesidad de medir la granularidad, el método de medición de la granularidad generalmente utiliza el método de raspador. La granularidad es un parámetro importante de la calidad de la pulpa y el tamaño de partícula para el proceso de recubrimiento, el proceso de laminación y el rendimiento de la batería tiene una influencia importante, teóricamente el tamaño de partícula de la lechada lo más pequeño posible. Cuando el tamaño de partícula es demasiado grande, la estabilidad de la lechada se verá afectada, en la sedimentación, la consistencia de la pulpa, etc. aparecerá en el proceso de recubrimiento de tipo extrusión después de taponar el material, picaduras extremadamente secas, etc., problema de calidad de la pieza polar. En el proceso de laminación posterior, el recubrimiento inferior debido a la desigualdad, fácilmente causa la fractura de la pieza polar, microgrietas locales, el ciclo del rendimiento de la batería, el rendimiento y la relación de rendimiento de seguridad ha causado un gran daño.

Es el cátodo material activo, adhesivo, material conductor, como el tamaño de partícula del material principal, densidad, aparecerá en el proceso de agitación, mezcla, extrusión, fricción, juntos esperan una variedad de diferentes formas de contacto. Se mezclan gradualmente la materia prima, el solvente, la humectación, los materiales grandes se rompen y se estabilizan gradualmente, habrá una irregularidad en la mezcla del material, la droga se disuelve en una reunión grave y las propiedades adhesivas cambian, y así sucesivamente, dará lugar a partículas más grandes.

Cuando nos enteramos de la causa de las partículas parece que se adapta el remedio al caso, para solucionar estos problemas. En la mezcla de polvo seco, la influencia de la velocidad del mezclador de sensación personal en el grado de mezcla de polvo no es grande, pero ambos necesitan mucho tiempo para asegurar la mezcla de polvo seco. Algunos fabricantes eligen polvo en polvo, alguna opción, ahora el líquido disuelve un buen adhesivo, dos tipos de agentes de unión diferentes determinan que el proceso es diferente, el aglutinante en polvo tarda más en disolverse, de lo contrario se verá más adelante en la hinchazón, la recuperación elástica, como el cambio de viscosidad La reunión entre partículas finas es inevitable, pero tenemos que asegurarnos de que haya suficiente fricción entre el material, puede hacer que las partículas de reunión aparezcan extrusión, trituración, mezcla. Esto necesita que controlemos la lechada en diferentes etapas de contenido de sólidos, el bajo contenido de sólidos afectará la dispersión de la fricción entre los gránulos.

3. El contenido sólido de la lechada

El contenido de sólidos de la lechada y la estabilidad de la lechada están estrechamente relacionados, la misma tecnología y fórmula, cuanto mayor es el contenido de sólidos de la lechada, mayor es la viscosidad y viceversa. Dentro de un cierto rango, cuanto mayor es la viscosidad, mayor es la estabilidad de la suspensión. Cuando diseñamos la batería, el trabajo general hacia atrás desde el grosor del bobinado del núcleo de la capacidad de la batería hasta el diseño de la pieza polar, luego se diseñó la hoja y la densidad de la superficie, viven solo parámetros físicos como la densidad, el grosor. Los parámetros de la placa se realizan mediante una máquina de recubrimiento y una máquina laminadora para ajustar los resultados, el contenido sólido de la lechada no tiene un efecto directo sobre su. Entonces, ¿la discreción de los sólidos de la lechada es irrelevante?

(1) el contenido de sólidos para mejorar la eficiencia de la mezcla y la eficiencia del recubrimiento tiene un cierto impacto. A mayor contenido de sólidos, menor tiempo de mezcla de la pasta, menor consumo de solvente, mayor eficiencia de secado del recubrimiento y ahorro de tiempo.

(2) el contenido sólido en el dispositivo tiene ciertos requisitos. La pérdida de alto contenido de sólidos en la lechada en el equipo es mayor, debido al alto contenido de sólidos, más grave es el desgaste del equipo.

(3) la mayor estabilidad del alto contenido de sólidos en la lechada, parte de los resultados de la prueba de estabilidad de la lechada muestran que (en la imagen), la mezcla regular de TSI (índice de inestabilidad) es superior a 1.05 0.75 Valor TSI proceso de mezcla de alta viscosidad, por lo que el proceso de mezcla de lechada con alta estabilidad de viscosidad es superior al proceso de mezcla convencional. Pero el alto contenido de sólidos en la lechada afectará su liquidez, lo que representa un desafío para los equipos de proceso de recubrimiento y el personal técnico.

(4) el alto contenido de sólidos en la suspensión puede reducir entre el espesor del revestimiento, reducir la resistencia interna de la batería.

4. La densidad de la pulpa

La densidad de la lechada es uno de los parámetros importantes de la consistencia de la pulpa de reacción. Al probar diferentes ubicaciones de la densidad de la pulpa se puede verificar el efecto de dispersión de la pulpa. A través del resumen anterior, creo que puede hacer una buena pasta para electrodos.

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