高速分散行星攪拌機在鋰電池漿料中的應(yīng)用
鋰電池漿料在高速分散行星攪拌機中有兩個攪拌工序,一個是輔助攪拌工序,另一個是主攪拌工序。
輔助攪拌工序流程:先將丙酮、DBP通過計量泵抽入至高速分散行星攪拌機的料桶中,與預(yù)先放入的粘合劑PVDF通過高速分散行星攪拌機的麻花槳葉進行預(yù)先攪拌。在攪拌過程中調(diào)節(jié)一定的轉(zhuǎn)速,加料速度等參數(shù),用來優(yōu)化攪拌質(zhì)量。
高速分散行星攪拌機的料桶需用設(shè)備自帶的夾套通水對桶內(nèi)物料加熱,并可在后期采用循環(huán)冷水對料桶內(nèi)物料冷卻。在攪拌過程中,電池漿料中會產(chǎn)生大量的氣泡,此時,必須采用抽真空的方式,去除物料內(nèi)的氣泡。別外,在通過高速分散行星攪拌機的加料口加粉料過程中會產(chǎn)生粉塵,此時,可安裝通風(fēng)除塵設(shè)備,將氣體排放到安全的地方。
鋰電池漿料在高速分散行星攪拌機攪拌過程中,對于主攪拌工序,由于電池組件工藝不同,其流程也有所改變。
如對于陰極攪拌,該過程是先將陰極粉末定量定時加入預(yù)先在高速分散行星攪拌機料桶內(nèi)輔助攪拌好的物料中,調(diào)整工藝參數(shù)定時攪拌,當攪拌到合格的粘度后,即可通過定量泵輸送到制膜機涂布頭中,進行下一個工序。
而陽極攪拌不同的是需要使用高速分散行星攪拌機的高速與低速同時攪拌。
對于電解質(zhì)的攪拌,工藝過程則是先將二氧化硅定量加入到輔助攪拌好的高速分散行星攪拌機的料桶內(nèi),邊攪拌,邊自動加料。調(diào)整工藝參數(shù)后,繼續(xù)在高速分散行星攪拌機的料桶內(nèi)慢速攪拌,朂后達到合格的漿料后,輸送到制膜機涂布頭,即可做出電解質(zhì)膜。
在高速分散行星攪拌機中,物料的粘度(流體的一種屬性,它反映了流體運動時剪切應(yīng)力與剪切速度梯度的比值關(guān)系)對流體流動狀態(tài)有很大的影響,也必然對高速分散行星攪拌機攪拌過程中有很大的影響。與流體在管路中流動一樣,在高速分散行星攪拌機的攪拌桶內(nèi),也存在著層流、過渡流、湍流三種狀態(tài),而決定流態(tài)的主要參數(shù)之一就是粘度。
鋰電池漿料中,主要成分為高分子化合物和粉末的混合體,其粘度在10000CP左右,對攪拌來說,它是高粘流體,又是非牛頓流體,在高速分散行星攪拌機的攪拌過程中,粘度還會不斷變化,因而對攪拌的要求非常高。同時,陰陽兩極配制過程中,主要是加入粉料對其進行均勻分散,所以,一般的攪拌方式和攪拌器很難勝任這個工作,只有高速分散行星攪拌機才能勝任此項工作。
鋰電池漿料攪拌是固體粉末與高分子化合物溶液的混合,屬于固液相的攪拌,固液相的攪拌問題,尤其是高粘度流體要比均相流體攪拌復(fù)雜得多。
高粘度流體攪拌的首要問題就是要解決流體流動與循環(huán)問題。在這種情況下,光靠增大攪拌轉(zhuǎn)速提高攪拌器的循環(huán)流量會在高粘度流體中形成溝流,而周圍流體仍為死區(qū)。別外,由于鋰電池漿料中加入的粉末顆粒很細,粉末加入后團聚而不易分散,所以,我們必須使用高速分散行星攪拌機來完成物料的攪拌。
高速分散行星攪拌機是利用一對行星齒輪產(chǎn)生公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn),由一個動力源帶動攪拌軸系沿料桶圓周方向公轉(zhuǎn),而攪拌框自轉(zhuǎn),另外行星軸空心結(jié)構(gòu),在其中設(shè)置高速分散盤動力源,通過機械傳動使高速分散盤也沿圓周方向公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)。
高速分散行星攪拌機的攪拌機構(gòu)與單一攪拌框比,其尺寸減少近一半,功耗減少,使得攪拌效率大大的提升。
為了使鋰電池漿料中的粉末更******的懸浮均勻,我們?yōu)楦咚俜稚⑿行菙嚢铏C安置了兩個麻花式的攪拌槳葉,使得在較少功率下增大了攪拌器的流體排出量和提高了漿料的混合效率。同時,高速分散行星攪拌機的高速分散齒狀攪拌器,在粉料加入時,可以有效快速的打散粉末,并且在高速旋轉(zhuǎn)時,附近高粘液體也產(chǎn)生湍流流型,提高了粉末分散效果。另外加上分散盤與攪拌框一起公轉(zhuǎn),使得原先小范圍的湍流全方位。
分散的粉末能否均勻懸浮在漿料中,這取決于宏觀混合的均勻性,高速分散行星攪拌機的雙麻花攪拌框提供了保證,由于麻花特殊的曲線,使流體運動產(chǎn)生更佳作用力,也使循環(huán)量更大,同時減少飛濺。
高速分散行星攪拌機的這種麻花式攪拌槳葉,可以適應(yīng)更大的粘度在1000000CP。
合理的攪拌體系需要合理的高速分散行星攪拌機的整機配置實現(xiàn)。
鋰電池漿料中丙酮溶劑的存在,使得高速分散行星攪拌機必須要考慮到防爆的問題。為了使操作清洗方便,高速分散行星攪拌機采用液壓升降行星罩及攪拌裝置。并且料桶需要移動式,同時也可以配兩個料桶互換,從而連續(xù)生產(chǎn),減少損耗。
在高速分散行星攪拌機的選材方面,金屬類采用SUS304 不銹鋼,非金屬類采用硅橡膠或氟橡膠,以抵抗溶劑和工藝物料的腐蝕。工藝所需,高速分散行星攪拌機需要能耐壓縮空氣,壓料及真空脫泡。
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