リチウムイオン電池の正極・負極スラリーの撹拌工程の概要

まずは混ぜる原理
ブレードと回転フレームを撹拌して相互に回転させることにより、機械的懸濁液が生成・維持され、液相と固相間の物質移動が促進されます。固液撹拌は通常、次の部分に分けられます。(1) 固体粒子の懸濁。 (2) 沈降した粒子の再懸濁。 (3) 懸濁粒子の液体への浸透。 (4) 粒子間および粒子とパドルの間で使用する力により、粒子凝集体を分散または粒子サイズを制御します。 (5) 液体と固体の間の物質移動。

第二に、撹拌効果

配合プロセスでは、実際にスラリー内のさまざまな成分を標準比率で混合してスラリーを調製し、均一なコーティングを促進し、磁極片の一貫性を確保します。一般的に原料は前処理、混合、湿潤、分散、凝集という5つの工程から構成されます。

第三に、スラリーパラメータ

1、粘度:

流れに対する流体の抵抗は、液体が 25 px/s の速度で流れるときに 25 px 2 平面ごとに必要なせん断応力の量として定義され、動粘度と呼ばれます (Pa.s 単位)。
粘度は流体の特性です。流体がパイプライン内を流れるとき、層流、遷移流、乱流の 3 つの状態が存在します。撹拌装置内にもこれら 3 つの流れの状態が存在し、これらの状態を決定する主なパラメータの 1 つは流体の粘度です。
撹拌プロセス中の粘度が 5 Pa.s 未満であると一般に考えられます。水、ヒマシ油、砂糖、ジャム、ハチミツ、潤滑油、低粘度エマルジョンなどの低粘度流体です。 5 ~ 50 Pa・s は中粘度の液体です。例: インク、歯磨き粉など。 50 ~ 500 Pa・s は、チューインガム、プラスチゾル、固形燃料などの高粘度の液体です。 500 Pas を超える粘度は、ゴム混合物、プラスチック溶融物、有機シリコンなどの超高粘度流体です。

2、粒径D5​​0:

スラリー中の粒子の 50 体積%の粒子サイズのサイズ範囲

3、固形物:

スラリー中の固形分の割合、理論上の固形分比率が出荷時の固形分よりも少ない

第四に、混合効果の尺度

固液懸濁系の混合および混合の均一性を検出する方法:

1、直接測定

1) 粘度法: システムのさまざまな位置からサンプリングし、粘度計でスラリーの粘度を測定します。偏差が小さいほど、混合はより均一になります。

2) 粒子法:

A、粒径スクレーパーを使用してシステムのさまざまな位置からサンプリングし、スラリーの粒径を観察します。粒子サイズが原料粉末のサイズに近いほど、混合はより均一になります。

B、レーザー回折粒径測定器を使用してシステムのさまざまな位置からサンプリングし、スラリーの粒径を観察します。粒子サイズの分布がより正規であればあるほど、粒子が小さくなり、粒子が大きくなり、混合がより均一になります。

3) 比重法: システムのさまざまな位置からサンプリングし、スラリーの密度を測定します。偏差が小さいほど、混合はより均一になります。

2. 間接測定

1) 固形分法 (巨視的): システムのさまざまな位置からサンプリングし、適切な温度と時間でベーキングした後、固形分の重量を測定します。偏差が小さいほど、混合はより均一になります。

2) SEM/EPMA (顕微鏡): システムのさまざまな位置からサンプリングし、基板に塗布し、乾燥させ、スラリーを乾燥させた後の膜中の粒子または元素を SEM (電子顕微鏡) / EPMA (電子プローブ) で観察します。 ; (システムソリッドは通常導体材料です)

五、陽極撹拌工程

導電性カーボンブラック:導電剤として使用されます。機能:大きな活​​物質粒子を結びつけ、導電性を良好にします。

共重合体ラテックス — SBR (スチレンブタジエンゴム): バインダーとして使用されます。化学名:スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス(ポリスチレン・ブタジエン・ラテックス)、水溶性ラテックス、固形分48~50%、PH4~7、凝固点-5~0℃、沸点約100℃、保存温度5 ~35℃。 SBRは、機械的安定性と操作性に優れ、高い結合強度を備えたアニオン性ポリマー分散液です。

カルボキシメチルセルロースナトリウム (CMC) – (カルボキシメチルセルロースナトリウム): 増粘剤および安定剤として使用されます。外観は白色または黄色のフロック繊維粉末または白色粉末で、無臭、無味、無毒です。冷水または熱水に溶け、ゲルを形成し、溶液は中性または弱アルカリ性で、エタノール、エーテルに不溶。イソプロピルアルコールまたはアセトンなどの有機溶媒は、エタノールまたはアセトンの60%水溶液に可溶です。吸湿性があり、光と熱に対して安定で、温度が上昇すると粘度が低下します。溶液はpH 2〜10で安定です。PHが2未満では固体が沈殿し、pHが10を超えると変色温度は227°でした。炭化温度は252℃、2%水溶液の表面張力は71nm/nであった。

アノードの撹拌とコーティングのプロセスは次のとおりです。

 
第六に、陰極撹拌工程

導電性カーボンブラック:導電剤として使用されます。機能:大きな活​​物質粒子を結びつけ、導電性を良好にします。

NMP (N-メチルピロリドン): 撹拌溶媒として使用されます。化学名:N-メチル-2-ポリロリドン、分子式:C5H9NO。 N-メチルピロリドンは、わずかにアンモニア臭のある液体で、水と任意の割合で混和し、すべての溶媒(エタノール、アセトアルデヒド、ケトン、芳香族炭化水素など)とほぼ完全に混合します。沸点204℃、引火点95℃。NMPは毒性が低く、沸点が高く、溶解性、選択性、安定性に優れた極性非プロトン性溶媒です。芳香族抽出に広く使用されています。アセチレン、オレフィン、ジオレフィンの精製。ポリマーに使用される溶媒と重合媒体は現在当社で使用されている NMP-002-02 であり、純度は >99.8%、比重は 1.025 ~ 1.040、水分含有量は <0.005% (500ppm) です。 )。

PVDF(ポリフッ化ビニリデン):増粘剤およびバインダーとして使用されます。相対密度1.75~1.78の白色粉末状の結晶性ポリマー。耐紫外線性、耐候性が非常に優れており、屋外に10~20年放置しても皮膜が硬くなったりひび割れしたりしません。ポリフッ化ビニリデンの誘電特性は特殊で、比誘電率は 6 ~ 8 (MHz ~ 60Hz) と高く、誘電正接も約 0.02 ~ 0.2 と大きく、体積抵抗率はわずかに低く 2 です。 ×1014ΩNaN。長期使用温度は-40℃〜+150℃であり、この温度範囲では、ポリマーは良好な機械的特性を有します。ガラス転移温度は-39℃、脆化温度は-62℃以下、結晶融点は約170℃、熱分解温度は316℃以上である。

カソードの撹拌とコーティングのプロセス:

7. スラリーの粘度特性

1. 撹拌時間に対するスラリー粘度の曲線

撹拌時間を長くすると、スラリーの粘度は変化せずに安定した値となる傾向がある(均一に分散したといえる)。

 

2. 温度に対するスラリー粘度の曲線

スラリーの粘度は温度が高くなるほど低くなり、ある温度に達すると粘度は安定する傾向があります。

 

3. 移送タンクスラリーの固形分濃度の時間変化曲線

 

スラリーは撹拌後、コーターコーティング用の移送タンクに配管されます。移送タンクは、回転: 25Hz (740RPM)、回転: 35Hz (35RPM) で撹拌され、パルプを含むスラリーのパラメーターが安定し、変化しないことを確認します。スラリーコーティングの均一性を確保するための材料の温度、粘度、固形分。

4、スラリーの粘度の時間曲線


投稿日時: 2019 年 10 月 28 日
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