Phương pháp và ưu điểm và nhược điểm của các quá trình nghiền ướt và khô cho pin lithium

Chuẩn bị bùn điện cực và lớp phủ mảnh cực chắc chắn là nội dung cơ bản nhất và quá trình sản xuất điện cực quan trọng nhất và bản chất của bùn điện cực ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và chất lượng của lớp phủ.

Trong việc sản xuất pin phosphate sắt lithium , sản xuất điện cực, lắp ráp tế bào và đóng gói, và sạc trước và kích hoạt pin là ba giai đoạn làm việc chính, nghĩa là quá trình trước đó, quy trình giữa và quá trình sau . Sản xuất điện cực là thịt của sản xuất pin lithium, lắp ráp tế bào và bao bì là để định hình bộ xương của pin LifePO4 , pin lithium được sạc trước khi kích hoạt là linh hồn của linh hồn, ba người có liên quan chặt chẽ và không thể tách rời, trong quá trình sản xuất của pin lithium ion Trung Quốc đóng một vai trò quan trọng. Bất kỳ một trong những yếu tố này, chẳng hạn như nguyên liệu thô, thiết kế pin, thiết bị sản xuất và quy trình, môi trường, v.v., khiếm khuyết nhẹ có thể gây ra hiệu suất kém của các sản phẩm pin phosphate sắt lithium .

Trong giai đoạn quy trình sản xuất cột cực, nó có thể được chia thành năm quy trình: chuẩn bị bùn, lớp phủ bùn, cán cột, cắt mảnh cực và sấy khô. Tất nhiên, theo các quy trình sản xuất khác nhau, mỗi nhà sản xuất công ty sẽ thay đổi hoặc xóa một phần của đơn đặt hàng quy trình. Chuẩn bị bùn điện cực và lớp phủ mảnh cực chắc chắn là nội dung cơ bản nhất và quá trình sản xuất điện cực quan trọng nhất và bản chất của bùn điện cực ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và chất lượng của lớp phủ.

Dán pin lithium được chia thành bột điện cực dương và âm. Các vật liệu hoạt động, tác nhân dẫn điện, chất kết dính, dung môi, vv được sử dụng trong hai bột nhão thay đổi theo hệ thống pin. Việc chuẩn bị các bùn điện cực dương và âm bao gồm một loạt các quá trình như chất lỏng đến chất lỏng, chất lỏng đến vật liệu trộn, hòa tan và phân tán, và trong quá trình này đi kèm với những thay đổi về nhiệt độ, độ nhớt và môi trường. Bất kể hệ thống nước hay hệ thống dầu được sử dụng, quá trình khuấy hiện tại được sử dụng bởi các nhà sản xuất pin lithium chủ yếu được chia thành hai loại quy trình ướt và quá trình khô. Hãy phân tích hai quá trình khuấy động:

1. Quá trình làm ướt

Sự khác biệt giữa xung ướt và quá trình nghiền khô chủ yếu được phản ánh trong sự khác biệt về hàm lượng rắn của bột giấy ở các giai đoạn khác nhau. Quá trình nghiền ướt được đặc trưng bởi hàm lượng chất rắn thấp trong bột giấy thành phẩm, trong khi xung khô chỉ ngược lại. Quá trình chính của đập ướt là trộn và khuấy chất kết dính, tác nhân dẫn điện và các vật liệu khác, sau đó thêm vật liệu hoạt động để khuấy và phân tán hoàn toàn, và cuối cùng thêm một lượng dung môi thích hợp để điều chỉnh độ nhớt cho phù hợp với lớp phủ. Trạng thái của chất kết dính chủ yếu là bột và keo. Một số công ty sẽ sử dụng keo trước, thuận tiện cho vai trò của chất kết dính và một số công ty trực tiếp sử dụng chất kết dính bột. Việc lựa chọn trạng thái chất kết dính của các điện cực dương và âm cũng phụ thuộc vào tình huống. Ví dụ, đối với PVDF điện cực dương được sử dụng thường được sử dụng, không nên sử dụng bột trực tiếp cho trọng lượng phân tử cao hơn. Thay vào đó, nó nên được làm thành một keo và sau đó bị trượt. . Chuẩn bị vật liệu. Việc hòa tan PVDF mất ít nhất 2-3 giờ ở nhiệt độ phòng và áp suất để hòa tan hoàn toàn. Mặt khác, độ nhớt của bùn sẽ dao động rất nhiều, điều này cũng sẽ ảnh hưởng lớn đến sự thay đổi mật độ bề mặt của lớp phủ.

Quá trình nghiền ướt được sử dụng rộng rãi trong các nhà sản xuất pin lithium trong nước. Trong quá trình pha trộn ướt, máy trộn chân không hành tinh kép thường được chọn làm thiết bị trộn bùn pin lithium chính. Các đặc điểm của quá trình nghiền ướt là chất kết dính dẫn điện được phân tán đồng đều được chuẩn bị trước, và sau đó vật liệu hoạt động và chất kết dính dẫn điện được trộn lẫn và phân tán. Quá trình này mất ít thời gian hơn, quá trình đơn giản hơn, bùn có tính trôi chảy tốt và ít bong bóng hơn. Thời gian trộn ít hơn có lợi cho việc cải thiện hiệu quả sản xuất. Quá trình này có khả năng thích ứng mạnh mẽ và có thể được chấp nhận ngay cả khi có một sự khác biệt nhỏ về chất lượng vật liệu sống và các tác nhân dẫn điện. Slurry đã chuẩn bị sẽ không ảnh hưởng đến quá trình phủ hiện có và chất lượng của mảnh cực. Ngoài ra, thời gian cần thiết để sơ tán bùn là ngắn. Tuy nhiên, vấn đề với quá trình kích động ướt là do diện tích bề mặt lớn của tác nhân dẫn điện, dễ dàng hấp thụ dung môi, dẫn đến tính lưu động kém của dung môi. Sau khi thêm vật liệu hoạt động, rất khó để đạt được trạng thái phân tán đồng đều. Dưới cùng một hàm lượng rắn, độ nhớt của bùn cao hơn so với quá trình nghiền khô.

2. Quá trình làm khô

Quá trình nghiền khô là các vật liệu bột trước hỗn hợp như vật liệu sống và các tác nhân dẫn điện ở một tốc độ nhất định. Sau khi trộn, thêm chất kết dính, trộn và khuấy, dần dần thêm dung môi vào trộn và phân tán, và cuối cùng thêm một lượng dung môi nhất định để pha loãng để điều chỉnh độ nhớt cần thiết để phủ. Trong quá trình nghiền khô, quá trình trộn và phân tán của bùn pin lithium ion có thể được chia thành một quá trình trộn vĩ mô và quá trình phân tán vi mô. Hai quy trình này sẽ luôn được kèm theo toàn bộ quá trình chuẩn bị bùn pin lithium ion. Quá trình nghiền khô có thể được biểu diễn trực quan bằng sơ đồ sau (hình ảnh là từ Internet):

Trộn bột khô. Trong giai đoạn trộn bột khô, các hạt vật liệu tiếp xúc với nhau dưới dạng chấm, chấm, mặt và đường, và dạng tiếp xúc khác nhau theo loại vật liệu. Ở giai đoạn này, độ xốp bên trong của vật liệu cao, và ma sát của bề mặt bột là nhỏ, và sự tiếp xúc hỗn hợp của hầu hết các vật liệu có thể đạt được trong một thời gian ngắn.

Giai đoạn làm ướt vật liệu và trộn. Trong giai đoạn này, sau khi bột khô được trộn đồng đều, chất lỏng chất lỏng hoặc dung môi được thêm vào, và các nguyên liệu thô được làm ướt và làm thành trạng thái bùn. Sau khi khuấy mạnh của máy trộn, vật liệu bị cắt và cọ xát bởi lực cơ học, đồng thời sẽ có ma sát bên trong các hạt. Theo mỗi lực, các hạt nguyên liệu thô có xu hướng phân tán cao. Giai đoạn này có ảnh hưởng quan trọng đến kích thước hạt và độ nhớt của bùn đã hoàn thành.

Giai đoạn phân tán và phân tán. Sau khi giai đoạn thứ hai hoàn thành, từ từ thêm một dung môi để điều chỉnh độ nhớt và hàm lượng rắn của bùn để phân tán thêm. Ở giai đoạn này, sự phân tán và kết tụ cùng tồn tại, và cuối cùng đạt đến sự ổn định, và sự bùn tạo thành một trạng thái hệ thống treo ổn định. Ở giai đoạn này, sự phân tán của vật liệu chủ yếu bị ảnh hưởng bởi lực cơ học, khả năng chống ma sát giữa bột và chất lỏng, lực cắt phân tán tốc độ cao và lực tương tác tác động giữa bùn và thành thùng chứa.

Sự khác biệt giữa quá trình nghiền khô và quá trình ướt là có một ma sát bên trong lớn giữa các vật liệu trong giai đoạn thứ hai và giữa thiết bị và vật liệu. Theo tất cả các lực lượng, các vật liệu có thể đạt đến trạng thái phân tán tốt. Mức độ phân tán cao của bùn có lợi cho chất lượng của mảnh cực. Ở cùng một hàm lượng rắn, độ nhớt của bùn được điều chế bằng phương pháp khô thấp hơn. Độ nhớt càng thấp của bùn, thời gian càng ngắn để duy trì sự ổn định và càng dễ phân tách. Trong quá trình phủ, bùn có thể dễ dàng giải quyết ở các góc, khiến cho việc giải quyết gây ra sự dao động trong độ chính xác của lớp phủ. Thứ hai, trạng thái tối ưu của các vật liệu trong quá trình nghiền khô khó kiểm soát hơn. Với những thay đổi về kích thước hạt nguyên liệu, giá trị pH, diện tích bề mặt cụ thể và các yếu tố khác, hàm lượng rắn ở trạng thái tối ưu sẽ thay đổi và điều chỉnh quy trình cần được điều chỉnh lại sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất và tính nhất quán giữa các lô khác nhau miếng.

Ở trên, các phương pháp và ưu điểm và nhược điểm của quá trình nghiền ướt và quá trình nghiền khô được tóm tắt. Cái gọi là nhà cai trị có một số ưu điểm và nhược điểm. Cả hai quá trình đều có đặc điểm riêng của họ. Nếu để đảm bảo chất lượng của mảnh cực và bùn sẽ không được lưu trữ trong một thời gian dài, một quá trình nghiền khô với sự phân tán tốt hơn có thể được sử dụng. Nếu bạn muốn đảm bảo tính nhất quán của chất lượng của các mảnh cực và chú ý nhiều hơn đến hiệu quả và chi phí sản xuất, bạn có thể sử dụng quy trình nghiền ướt. Điều quan trọng là cải thiện quá trình trong thực hành liên tục để đáp ứng và vượt quá các yêu cầu chất lượng cho dán pin lithium.