Wie ist der Zustand der Materialmischstufe während der Herstellung der Lithiumbatterie-Aufschlämmung?

Bei der Herstellung der Aufschlämmung sind zwei Hauptaspekte zu beachten: Zum einen wird das erste Material gleichmäßig verteilt; Andererseits wird die durch die Wechselwirkung zwischen den Rohstoffen verursachte sekundäre Agglomeration verhindert.

Die Dicke des Polstücks der Lithiumbatterie beträgt im Allgemeinen etwa 40 bis 200 um, und die Dicke des Polstücks variiert je nach Batterietyp (hohe Energie, hohe Leistung usw.). Wenn Sie eine Lithiumbatterie mit guter elektrochemischer Leistung wünschen, muss das Polstück vor, nach und mit einer glatten Oberfläche und ohne Defekte die gleiche Dicke haben. Unter den Bedingungen des Ausschlussbeschichtungsprozesses ist die Aufbereitung der Aufschlämmung das Schlüsselverfahren zur Bestimmung ihrer Qualität. Die Viskosität einer guten Lithiumbatterie-Aufschlämmung ist nicht leicht zu ändern, die Partikelgröße ist klein, es gibt keine offensichtliche Körnigkeit nach dem Beschichten und Trocknen und es gibt keine Fremdstoffe wie Blasen. Bei der Herstellung der Aufschlämmung sind dann zwei Hauptaspekte zu beachten: Einerseits wird das erste Material gleichmäßig verteilt; Andererseits wird die durch die Wechselwirkung zwischen den Rohstoffen verursachte sekundäre Agglomeration verhindert. Daher besteht der Zweck des Rührprozesses darin, die Materialien im ursprünglichen Zustand zu dispergieren und zu mischen und auch eine erneute Agglomeration zwischen den Partikeln zu verhindern.

Die Polstücke der Lithiumbatterie werden in positive und negative Polstücke unterteilt. Die lebenden Materialien, leitfähigen Mittel, Bindemittel, Lösungsmittel und dergleichen, die in den beiden Arten von Polstücken verwendet werden, variieren mit dem Batteriesystem. Das Mischen eines solch komplexen Mehrphasensystems in eine homogene Aufschlämmung mit guter Homogenität erfordert mehr praktische Erfahrung und theoretische Grundlagen. Je kleiner die Partikelgröße des Materials ist, desto schwieriger ist es, die Form zu dispergieren. Insbesondere wird das leitende Mittel Ruß während des Rührprozesses häufig in große Stücke agglomeriert, was nicht nur keine gute leitende Rolle spielt, sondern auch die spezifische Energie der Batterie beeinflusst. . Ruß kann nicht nur in lithiumbatterien, sondern auch in Kunststoffen, Polymeren usw. verwendet werden. Daher gibt es viele Studien zur Dispersion von Ruß. Aktuellen Forschungsberichten zufolge kann die Dispersion von Agglomeraten auf folgende Weise erfolgen:

Die erste Art der Erosion auf der linken Seite tritt unter Einwirkung schwächerer mechanischer Kräfte auf. An diesem Punkt fließt das Material mit mechanischen Kräften und bildet Agglomerate unterschiedlicher Größe. Während dieses Prozesses werden kleine Materialstücke allmählich von den großen Agglomeraten abgezogen, um Sekundärteilchen zu bilden. Wenn die äußere mechanische Kraft einen bestimmten kritischen Wert überschreitet, tritt plötzlich ein Bruch der Partikel auf, wie in der Mitte der obigen Abbildung gezeigt. Wenn die mechanische Energie ein bestimmtes Niveau erreicht und die Zeit verlängert wird, brechen die Partikel weiter, aber dieses Phänomen hat eine geringe Wahrscheinlichkeit des Auftretens.

Während der Herstellung der Lithiumbatterie-Aufschlämmung kann die Kontaktform zwischen den Materialien die drei in der obigen Figur gezeigten Zustände aufweisen. Erstens ist die Struktur von Ruß nicht leicht zu ändern, und seine Verteilung ist relativ gleichmäßig und existiert in Struktur1. Mit fortschreitender mechanischer Bewegung erfolgt die Depolymerisation und Dispersion des leitenden Mittels gleichzeitig, und schließlich wird das leitende Mittel vollständig auf die Oberfläche des lebenden Materials aufgetragen.

Es ist ein wichtiger Prozess von der getrennten Anwesenheit von Rohstoffpartikeln bis zur Bildung einer homogen gemischten Substanz. Der gesamte Prozess kann in festen Pulverzustand (I), gemischten Benetzungszustand (II) und schließlich gebildeten Suspensionszustand (III) unterteilt werden. Die Prozesssteuerung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

In der Trockenmischstufe beeinflussen die Eingangsenergie der Vorrichtung, die mechanische Kraft und die Partikelgröße des aktiven Materials die Dispersion des leitenden Mittels. Darüber hinaus wird die Agglomeration von Materialien stark von der Luftfeuchtigkeit beeinflusst.

Der Benetzungszustand beginnt mit der ersten Zugabe von Lösungsmittel zu dem festen Pulver, wobei der Benetzungsgrad vom Sättigungsgrad des Pulvers an der Flüssigkeit und vom Adhäsions- und Spannungszustand abhängt. Während dieses Prozesses treten weiterhin Dispersion und Agglomeration auf, während der Mischungszustand der Mischung geändert wird. Wenn der Gelpunkt oder die vollständige Sättigung erreicht ist, gibt es keinen großen Krafteintrag mehr und die Wechselwirkung zwischen den Partikeln wird verringert, die dann auf den gewünschten Feststoffgehalt verdünnt werden kann. In der Phase des Verdünnens der Suspension sind die Hydrodynamik und die Scherkräfte der Aufschlämmung beteiligt. Unter den Fluidströmungsbedingungen bewirkt die vom Mischer auf die Partikel ausgeübte Scherkraft, dass sich das Material in einem stabilen Zustand befindet.

Unterschiedliche Verarbeitungskontrollprozesse üben unterschiedliche Kräfte auf die Materialrohstoffe aus, wodurch die Verteilung der Partikel gleichmäßig wird. Insbesondere für das leitende Rußmittel ist die unterschiedliche Spannungsintensität gleichmäßig, da die Elektronenleitfähigkeit, die Batteriekapazität und die Stromdichte des Polstücks einen großen Einfluss haben. Daher ist es erforderlich, den Zustand der Materialmischstufe bei der Aufschlämmungsherstellung zu verstehen .

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