Wat is precies de rol van kneden in het slurrymengproces van lithiumbatterijen?

May 28,2024

Over het algemeen kan het bereidingsproces voor droge anodematerialen grofweg worden onderverdeeld in de volgende stappen: mengen, bevochtigen, dispergeren en stabiliseren, waarbij de bevochtigingsfase doorgaans een lagere rotatiesnelheid vereist. De dispergeerfase (kneden) verwijst echter naar de handeling waarbij mechanisch roeren wordt gebruikt om pasta-achtige, stroperige en plastic materialen gelijkmatig te mengen, inclusief zowel het dispergeren als het mengen van de materialen. Simpel gezegd, roeren van zeer viskeuze materialen kan ook worden verwezen naar zoals kneden, zoals kneden in tandpasta. Het bevochtigingsproces behoort over het algemeen niet tot het kneedproces, hoewel dit kan variëren afhankelijk van de inzichten van verschillende bedrijven.) vereist vaak een bepaalde schuifkracht en rotatie op hoge snelheid, met een lineaire snelheid die hoger is dan die van het kneden. 20m/sec.

Het belangrijkste doel van de dispersie van lithium-ionbatterijen is het gelijkmatig dispergeren van actieve materialen, geleidende middelen, kleefstoffen, enz. in een oplosmiddel in een bepaalde massaverhouding om een stabiele slurry met een bepaalde viscositeit te vormen, die wordt gebruikt voor het coaten van de elektrodeplaat . Het technologische doel van het maken van slurry voor lithium-ionbatterijen is ter voorbereiding op de productie van elektrodeplaten. De ideale slurryvereisten voor elektrodeplaten zijn: (i) de actieve materiaaldeeltjes zijn fijn en uniform verspreid zonder agglomeratie, de geleidende stofdeeltjes vormen een dunne laag en worden gedispergeerd om een geleidend netwerk te vormen, en de maximale hoeveelheid actieve materiaaldeeltjes is vergrendeld en aangesloten op de stroomafnemer; (ii) de actieve materiaaldeeltjes zijn bij voorkeur klein om ervoor te zorgen dat de batterij een hoge stroomdichtheid heeft.

Kneedproces
Kneedprincipe: De snel draaiende roerstaaf maakt gebruik van de wrijvingskracht die wordt gegenereerd door het onder een bepaalde hoek hellende oppervlak en het materiaal om het materiaal tangentieel langs het bladoppervlak te laten bewegen. Tegelijkertijd wordt het materiaal door de middelpuntvliedende kracht naar de binnenwand van de mengkamer geworpen en langs de wand omhoog gestuwd. Wanneer het tot een bepaalde hoogte stijgt, valt het door de zwaartekracht terug naar het midden van de waaier en wordt vervolgens weer omhoog geworpen. De combinatie van deze opwaartse beweging en tangentiële beweging zorgt ervoor dat het materiaal feitelijk in een continue spiraalvormige bewegingstoestand verkeert. Door de hoge rotatiesnelheid van de peddel en de hoge bewegingssnelheid van het materiaal botsen en wrijven de snel bewegende deeltjes tegen elkaar, zodat de deeltjes of geagglomereerde klonten worden gebroken en de temperatuur van het materiaal ook dienovereenkomstig stijgt, wat is bevorderlijk voor de adsorptie van verschillende additieven door het poeder.

Het kneden heeft over het algemeen de volgende kenmerken:

Het kneden gaat vaak gepaard met een verwarmings- of koelproces. Enerzijds moet het eenheidsvolume van de kneder voldoende warmteoverdrachtsoppervlak hebben. Aan de andere kant moeten de bewegende delen in staat zijn om het materiaal dat aan het warmteoverdrachtsoppervlak is gehecht stabiel en snel af te schrapen en terug te sturen naar de zone met hoge afschuiving om te voorkomen dat het materiaal aan de wand van de apparatuur blijft kleven.
Bij de analyse van dynamische kenmerken en driedimensionale stromingsveldsimulatie van een roerkneder met differentiële snelheid, kan de zone met hoge afschuiving met een kleine opening hoge schuifspanning genereren, waardoor het materiaal wordt verspreid. Tegelijkertijd kan de vorm van de aandrijfonderdelen in de mixer (zoals de vorm van de waaier) ervoor zorgen dat het bewegingspad en het bereik van het materiaal in de kneder constant met een kleine opening door de zone met hoge afschuiving gaan, zodat de materiaal kan herhaaldelijk worden geschoren en gelijkmatig worden verspreid.
Vergeleken met andere mengbewerkingen is het kneden moeilijker, duurt langer en kan uiteindelijk alleen een statistisch volledige mengtoestand bereiken.

De belangrijkste parameters die het meng- en dispergeerproces beïnvloeden:

De impact van roersnelheid op dispersiesnelheid. Over het algemeen geldt: hoe hoger de roersnelheid, hoe hoger de verspreidingssnelheid, maar hoe groter de schade aan de eigen structuur van het materiaal en de apparatuur.
De impact van concentratie op dispersiesnelheid en kleefkracht. Onder normale omstandigheden geldt: hoe kleiner de slurryconcentratie, hoe hoger de verspreidingssnelheid, maar een te dunne concentratie zal leiden tot materiaalverspilling en verhoogde slibsedimentatie. Hoe groter de concentratie, hoe groter de kneedkracht en kleefkracht; hoe lager de concentratie, hoe kleiner de kleefkracht.
De impact van de vacuümgraad op de verspreidingssnelheid. Een hoog vacuüm is bevorderlijk voor de afvoer van gassen uit de materiaalspleten en oppervlakken, waardoor de moeilijkheidsgraad van vloeistofadsorptie wordt verminderd. Onder de voorwaarde van volledige gewichtloosheid of verminderde zwaartekracht zal de moeilijkheid van uniforme verspreiding aanzienlijk worden verminderd.
De impact van temperatuur op de verspreidingssnelheid. Bij een geschikte temperatuur heeft de slurry een goede vloeibaarheid en is deze gemakkelijk te dispergeren. Te hete slurry heeft de neiging tot korstvorming, terwijl te koude slurry de vloeibaarheid ervan sterk zal verminderen.

E-mail: tob.amy@tobmachine.com

Skype: amywangbest86

Whatsapp/Telefoonnummer: +86 181 2071 5609