De bereidingsmethode van batterijkathodeslurry

Voorbereidingsproces voor natte elektrodes

Een dubbele planetaire menger werd gebruikt als de kathode-elektrodeapparatuur voor het bereiden van mest. Maak eerst polyvinylideenfluoride (PVDF) lijm klaar. Gebruik een gewone mengtank om eerst een bepaalde hoeveelheid oplosmiddel NMP (N-methylpyrrolidon) te gieten, voeg het bindmiddel PVDF-poeder toe volgens het ontworpen vaste gehalte en roer gedurende 4 tot 6 uur om PVDF-lijm te verkrijgen. PVDF-lijm is een kleurloze en transparante vloeistof met een bepaalde viscositeit, en het vastestofgehalte kan naar behoefte tussen 5% en 10% worden geregeld. De bereide lijmoplossing moet doorgaans vacuüm worden gezogen en langer dan 12 uur met rust worden gelaten om de tijdens het roerproces gevormde belletjes te verwijderen. Vervolgens wordt een bepaalde hoeveelheid via een doseerpomp via een afgesloten pijpleiding aan de mestbereidingsmixer geleverd. Voeg het geleidende middel SP toe en laat de mixer tegelijkertijd draaien en roteren. Het toerental is ingesteld op (25 ± 5) omw/min, de autorotatiesnelheid is ingesteld op (500 ± 50) omw/min en de NMP-spray wordt ondersteund, zodat de extreem lichte SP volledig kan worden gemengd in de PVDF-lijm. De roertijd bedraagt ​​1 uur.17

Spuit ten slotte al het resterende NMP-oplosmiddel in de mixer, verhoog de roersnelheid, de rotatiesnelheid is (35 ± 5) omw/min en de omwentelingssnelheid is (800 ± 50) omw/min. Na 10-30 minuten roeren verhoogt u het toerental tot (1300 ± 50 tpm) en roert u gedurende 1,5 uur om de bereiding van de slurry te voltooien. De bereide slurry moet vóór gebruik worden overgebracht naar een overdrachttank voor een vacuümontschuimingsbehandeling.

Semi-droog elektrodevoorbereidingsproces

Voeg eerst alle kathode hoofdmaterialen van de elektrode (zoals NCM of LFP, enz.) en geleidend middel SP toe aan de dubbele planetaire menger, schakel alleen de apparatuur in voor omwenteling, stel de snelheid in op (25 ± 5) omw/min en roer het poeder gedurende 30 min.

Ten tweede wordt, afhankelijk van het bevochtigende effect van het hoofdmateriaal, het overeenkomstige vaste stofgehalte bij het kneden ontworpen en gecontroleerd op 68% tot 72%. Voeg, afhankelijk van het ontworpen kneedvaste gehalte, een bepaalde hoeveelheid PVDF-lijm en een geschikte hoeveelheid oplosmiddel toe. Rekening houdend met de capaciteit van de apparatuur en om te voorkomen dat de apparatuur beschadigd raakt als gevolg van gebruik met hoge belasting, kan het passend zijn om het voorkneden in één stap uit te voeren, dat wil zeggen de draaipeddel in de omgekeerde richting te zetten, de rotatiesnelheid is (10 ± 2 ) r/min, en de tijd is 15 minuten. Nadat de apparatuur zich heeft aangepast aan de roertoestand van het poeder en de lijm in de tank, gaat u over naar de meest kritische stap van dit proces: kneden, stelt u de omwentelingssnelheid in op (25 ± 5) omw/min en de kneedtijd op 1 uur. . Op dit moment vertoont de slurry een pasta-achtige, niet-vloeiende toestand met hoge viscositeit. Voeg vervolgens de resterende lijm en een geschikte hoeveelheid NMP-oplosmiddel toe, start de mixer om te dispergeren, stel de rotatiesnelheid in op (1200 ± 50) r/min, houd de rotatiesnelheid onveranderd en roer gedurende 1 uur.

Voeg ten slotte, volgens het vaste stofgehalte ontworpen door de slurryformule, het resterende NMP-oplosmiddel toe, verhoog de dispersiesnelheid verder tot (1350 ± 50) r/min, houd het toerental constant en blijf gedurende 1 uur roeren om de slurry te voltooien voorbereiding. Breng de slurry over naar een transfertank voor vacuümontschuimingsbehandeling, en de vacuümgraad mag niet hoger zijn dan -85 kPa.

Voorbereidingsproces voor droge elektroden

Vergeleken met de natte elektrode of halfdroge elektrode vereenvoudigt deze methode het verpulpingsproces verder en verkort de procestijd verder. De droge elektrode laat het proces van lijmbereiding achterwege en gebruikt de methode van puur droog mengen en voorroeren om het poeder te mengen voordat het wordt verpulpt. Het gebruikt ook een dubbele planetaire mixer als verpulveringsapparatuur.

Voeg eerst 50% van het hoofdmateriaal van de kathode elektrode toe (zoals NCM of LFP, enz.), geleidend middel SP, bindmiddel PVDF en 50% van het hoofdmateriaal van de kathodeelektrode achtereenvolgens in de mixer. Houd het toerental (5 ± 1) omw/min tijdens het invoerproces aan. Nadat het voeren is voltooid, start u het voormengen van het droge mengsel, stelt u de rotatiesnelheid in op de omgekeerde snelheid (7 ± 1) omw/min en stopt u tijdelijk de rotatiedispersie. Schakel na 5 minuten over op normaal droog mengen, stel het toerental (13 ± 1) omw/min en de rotatiesnelheid (400 ± 2) omw/min in en roer gedurende 0,5 uur. Het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat bij droog mengen het hoofdmateriaal van de kathode-elektrode, het geleidende middel SP en het bindmiddel PVDF-poeder volledig kan worden gemengd, om te voorkomen dat de uiteindelijke stabiele slurry wordt verkregen na het toevoegen het oplosmiddel in de volgende stap.

Ten tweede, spuit het gelijkmatig verspreide poeder met NMP-oplosmiddel, voeg NMP-oplosmiddel toe in de eerste stap, ontwerp een geschikt vaste stofgehalte volgens de capaciteit van de apparatuur en verwijs naar het effect van de semi-droge kneedstap, en controleer dit in het algemeen op ongeveer 70% . De bevochtigingsstap bij het invoeren van het poeder is hoofdzakelijk gebaseerd op toerentalroeren, en de omwentelingssnelheid wordt ingesteld op (15 ± 5) omw/min, aangevuld met (150 ± 2) omw/min rotatie, waarbij gedurende 1,5 uur wordt geroerd. Op dit moment bevindt de slurry zich in een dikke vloeibare toestand met een hoge viscositeit. Voeg het resterende NMP-oplosmiddel toe, verdun en roer gedurende 10-15 minuten. Het toerental blijft ongewijzigd en het toerental neemt toe tot (500 ± 5) omw/min. Indien nodig kunnen geleidende lijm-koolstofnanobuisjes (CNT's) worden toegevoegd voordat NMP in deze stap wordt gespoten.

Voer ten slotte de stap voor het verlagen van de viscositeit van de dispersie met hoge snelheid in. Houd het toerental (15 ± 5) omw/min ongewijzigd en verhoog het toerental tot (1200 ± 50) omw/min. Verlaag na 2 uur roeren de snelheid en roer langzaam (omwentelingssnelheid (10 ± 1) omw/min, rotatiesnelheid (200 ± 5) omw/min) om af te koelen en de bereiding van de slurry te voltooien.

Voorbereidingsproces van de oplosmiddelinfiltratie-elektrode

Door droge en natte processen te integreren, wordt de slurry bereid volgens het "natte proces zonder lijm". Of het nu wordt bekeken vanuit het perspectief van procesvereenvoudiging of procestijd, het heeft duidelijke voordelen. Het is belangrijk om rekening te houden met de stabiliteit van de uiteindelijke slurry.

Eerst een bepaalde hoeveelheid NMP-oplosmiddel, 50% van het hoofdmateriaal van de kathode-elektrode (zoals NCM of LFP), geleidend middel SP en 50% van het hoofdmateriaal van de kathodeelektrode worden achtereenvolgens toegevoegd aan de dubbele planetaire menger volgens het vaste stofgehalte van 70%. Voeg indien nodig geleidende lijm-CNT's toe. Tijdens het voedingsproces werd het toerental op (5 ± 2) omw/min gehouden. Nadat de voeding was voltooid, werd de omwentelingssnelheid geleidelijk verhoogd tot (15 ± 2) omw/min, en werd er gedurende 5 minuten voorgeroerd.

Ten tweede, ga direct naar de hogesnelheidsdispersiestap, de toerental is (25 ± 5) r/min, de verspreidingssnelheid is (1350 ± 50) r/min, roer gedurende 1,5 uur en houd de vacuümgraad aan niet meer dan -80 kPa.

Voeg ten slotte PVDF-poeder toe, spuit en voeg het resterende NMP-oplosmiddel toe, en voeg indien nodig geleidende lijm-CNT's toe. Houd het toerental constant en gebruik eerst het toerental van 900 omw/min om gedurende 5-10 minuten te roeren. Na voltooiing voert u de tweede stap van snelle dispergering in, verhoogt u de rotatiesnelheid tot (1350 ± 50) omw/min en voltooit u de slurrybereiding na 2 uur dispergeren.