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【電池配料系統(tǒng)】_電池配料系統(tǒng)廠家_電池配料系統(tǒng)★價(jià)格

 

  一、電池配料系統(tǒng)計(jì)量原理的選擇

  混合配料系統(tǒng)涉及的物料有三種,其中粉體一、粉體二均為無粘附、無毒無腐蝕性的物料,密度:0.2~0.6,粒度:小于10微米;第三種物料為強(qiáng)酸性硝酸水溶液,考慮到需方要求加料速率可調(diào),擬采用減量配料的方式進(jìn)行配料;

  先就計(jì)量原理簡單說明如下:

  1.1 ,電池配料系統(tǒng)減量計(jì)量

  減量計(jì)量方案的核心原則是對稱重料斗的排出量進(jìn)行計(jì)量,控制每次從秤斗中排出的物料為配方設(shè)定的重量,避免了物料粘附在秤斗壁上造成準(zhǔn)確計(jì)量的物料無法完全下到混合設(shè)備的情況。減量配料示意圖如下:

  圖1. 電池配料系統(tǒng)控制架構(gòu)圖

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  圖2. 電池配料系統(tǒng)工作時(shí)序示意圖

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一、 電池配料系統(tǒng)電極的組成:

1、 正極組成:
a、 鈷酸鋰:正極活*物質(zhì),鋰離子源,為電池提高鋰源。
b、 導(dǎo)電劑:提高正極片的導(dǎo)電,補(bǔ)償正極活*物質(zhì)的電子導(dǎo)電,提高正極片的電解液的吸液量,增加反應(yīng)界面,減少極化。
c、 PVDF粘合劑:將鈷酸鋰、
稱重傳感器導(dǎo)電劑和鋁箔或鋁網(wǎng)粘合在一起。

d、 正極引線:由鋁箔或鋁帶制成。

2、 電池配料系統(tǒng)負(fù)極組成:
a、 石墨:負(fù)極活*物質(zhì),構(gòu)成負(fù)極反應(yīng)的主要物質(zhì);主要分為天然石墨和人造,石墨兩大類。
b、 導(dǎo)電劑:提高負(fù)極片的導(dǎo)電,補(bǔ)償負(fù)極活物質(zhì)的電子導(dǎo)電。   
提高反應(yīng)深度及利用率。 防止枝晶的產(chǎn)生。 利用導(dǎo)電材料的吸液能力,提高反應(yīng)界面,減少極化。 (可根據(jù)石墨粒度分布選擇加或不加)。

c、 添加劑:降低不可逆反應(yīng),提高粘附力,提高漿料黏度,防止?jié){料沉淀。
d、 水*粘合劑:將石墨、導(dǎo)電劑、添加劑和銅箔或銅網(wǎng)粘合在一起。

e、 負(fù)極引線:由銅箔或鎳帶制成。

二、電池配料系統(tǒng) 配料目的: 配料過程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合在一起,調(diào)制成漿料,以利于均勻涂布,保證極片的一致*。配料大致包括五個(gè)過程,即:原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和絮凝。

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三、電池配料系統(tǒng) 配料原理:

(一) 、正極配料原理
1、 原料的理化*能。

(1) 鈷酸鋰:非極*物質(zhì),不規(guī)則形狀,粒徑D50一般為6-8 μm,含水量≤0.2%,通常為堿*,PH值為10-11左右。    
錳酸鋰:非極*物質(zhì),不規(guī)則形狀,粒徑D50一般為5-7 μm,含水量≤0.2%,通常為弱堿*,PH值為8左右。

(2) 導(dǎo)電劑:非極*物質(zhì),葡萄鏈狀物,含水量3-6%,吸油值~300,粒徑一般為 2-5 μm;主要有普通碳黑、超導(dǎo)   
碳黑、石墨乳等,在大批量應(yīng)用時(shí)一般選擇超導(dǎo)碳黑和石墨乳復(fù)配;通常為中。

(3) PVDF粘合劑:非極*物質(zhì),鏈狀物,分子量從300,000到3,000,000不等;吸水后分子量下降,粘*變差。

(4) NMP:弱極*液體,用來溶解/溶脹PVDF,同時(shí)用來稀釋漿料。

2、 電池配料系統(tǒng)原料的預(yù)處理

(1) 鈷酸鋰:脫水。一般用120 oC常壓烘烤2小時(shí)左右。

(2) 導(dǎo)電劑:脫水。一般用200 oC常壓烘烤2小時(shí)左右。

(3) 粘合劑:脫水。一般用120-140 oC常壓烘烤2小時(shí)左右,烘烤溫度視分子量的大小決定。

(4) NMP:脫水。使用干燥分子篩脫水或采用特殊取料設(shè)施,直接使用。

3、 電池配料系統(tǒng)原料的摻和:

(1) 粘合劑的溶解(按標(biāo)準(zhǔn)濃度)及熱處理。

(2) 鈷酸鋰和導(dǎo)電劑球磨:使粉料初步混合,鈷酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起,提高團(tuán)聚作用和的導(dǎo)電。配成漿料后不會(huì)單獨(dú)分布于粘合劑中,球磨時(shí)間一般為2小時(shí)左右;為避免混入雜質(zhì),通常使用瑪瑙球作為球磨介子。
4、 干粉的分散、浸濕:

(1) 電池配料系統(tǒng)原理:固體粉末放置在空氣中,隨著時(shí)間的推移,將會(huì)吸附部分空氣在固體的表面上,液體粘合劑加入后,液體與氣體開始爭奪固體表面;如果固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng),液體不能浸濕固體;如果固體與液體吸附力比 與氣體的吸附力強(qiáng),液體可以浸濕固體,將氣體擠出。 當(dāng)潤濕角≤90度,固體浸濕。 當(dāng)潤濕角>90度,固體不浸濕。 正極材料中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕,所以正極粉料分散相對容易。

(2) 分散方法對分散的影響:
A、 靜置法(時(shí)間長,效果差,但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu));

B、 攪拌法;自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)(時(shí)間短,效果佳,但有可能損傷個(gè)別 材料的自身結(jié)構(gòu))。

1、攪拌槳對分散速度的影響。攪拌槳大致包括蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶形、槳型攪拌槳用來  對付分散難度大的材料或配料的初始階段;球形、齒輪形用于分散難度較低的狀態(tài),效果佳。
2、攪拌速度對分散速度的影響。一般說來攪拌速度越高,分散速度越快,但對材料自身結(jié)構(gòu)和對設(shè)備的損傷就越大。
3、濃度對分散速度的影響。通常情況下漿料濃度越小,分散速度越快,但太稀將導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和漿料沉淀的加重。

4、濃度對粘結(jié)強(qiáng)度的影響。濃度越大,柔制強(qiáng)度越大,粘接強(qiáng)度 越大;濃度越低,粘接強(qiáng)度越小。
5、真空度對分散速度的影響。高真空度有利于材料縫隙和表面的氣體排出,降低液體吸附難度;材料在完全失重或重力減小的情況下分散均勻的難度將大大降低。
6、溫度對分散速度的影響。適宜的溫度下,漿料流動(dòng)*好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮,太冷漿料的流動(dòng)*將大打折扣。
5、 稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度,便于涂布。

(二)、電池配料系統(tǒng)負(fù)極配料原理(大致與正極配料原理相同)

1、 電池配料系統(tǒng)原料的理化*能。

(1) 石墨:非極*物質(zhì),易被非極*物質(zhì)污染,易在非極*物質(zhì)中分散;不易吸水,也不易在水中分散。被污染的石墨,在水中分散后,容易重新團(tuán)聚。一般粒徑D50為20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規(guī)則,主要有球形、片狀、纖維狀等。

(2) 水*粘合劑(SBR):小分子線*鏈狀乳液,極易溶于水和極*溶劑。

(3) 防沉淀劑(CMC):高分子化合物,易溶于水和極*溶劑。

(4) 異丙醇:弱極物質(zhì),加入后可減小粘合劑溶液的極*,提高石墨和粘合劑溶液的相容;具有強(qiáng)烈的消泡作用;易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈,提高粘結(jié)強(qiáng)度。    
乙醇:弱極物質(zhì),加入后可減小粘合劑溶液的極,提高石墨和粘合劑溶液的相容;具有強(qiáng)烈的消泡作用;易催化粘合劑 線*交鏈,提高粘結(jié)強(qiáng)度(異丙醇和乙醇的作用從本質(zhì)上講是一樣的,大批量生產(chǎn)時(shí)可考慮成本因素然后選擇添加哪種)。

(5)去離子水(或蒸餾水):稀釋劑,酌量添加,改變漿料的流動(dòng)。

2、 電池配料系統(tǒng)原料的預(yù)處理:

(1) 石墨:
A、混合,使原料均勻化,提高一致。
B、300~400℃常壓烘烤,除去表面油物質(zhì),提高與水粘合劑的相容能力,修圓石墨表面棱角(有些材料為保持表面特,不允許烘烤,否則效能降低)。

(2) 水粘合劑:適當(dāng)稀釋,提高分散能力。

3、 摻和、浸濕和分散:

(1) 石墨與粘合劑溶液極*不同,不易分散。

(2) 可先用醇水溶液將石墨初步潤濕,再與粘合劑溶液混合。

(3) 電池配料系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度,提高分散。
(4) 分散過程為減少極*物與非極*物距離,提高勢能或表面能,所以為吸熱反應(yīng),攪拌時(shí)總體溫度有所下降。如條件允許應(yīng)該適當(dāng)升高攪拌溫度,使吸熱變得容易,同時(shí)提高流動(dòng)*,降低分散難度。

(5) 攪拌過程如加入真空脫氣過程,排除氣體,促進(jìn)固-液吸附,效果更佳。

(6) 電池配料系統(tǒng)分散原理、分散方法同正極配料中的相關(guān)內(nèi)容,
在三、(一)、4中有詳細(xì)論述,在此不予詳細(xì)解釋。
4、 稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度,便于涂布。

四、鋰電池 配料時(shí)注意事項(xiàng):

1、 防止混入其它雜質(zhì);
2、 防止?jié){料飛濺;
3、 漿料的濃度(固含量)應(yīng)從高往低逐漸調(diào)整,以免增加麻煩;

4、 在攪拌的間歇過程中要注意刮邊和刮底,確保分散均勻;

5、 漿料不宜長時(shí)間擱置,以免沉淀或均勻降低;
6、 需烘烤的物料必須密封冷卻之后方可以加入,以免組分材料質(zhì)變化;
7、 攪拌時(shí)間的長短以設(shè)備能、材料加入量為主;攪拌槳的使用以漿料分散難度進(jìn)行更換,無法更換的可將轉(zhuǎn)速由慢到快進(jìn)行調(diào)整,以免損傷設(shè)備;

8、 出料前對漿料進(jìn)行過篩,除去大顆粒以防涂布時(shí)造成斷帶;
9、 對配料人員要加強(qiáng)培訓(xùn),確保其掌握專業(yè)知識,以免釀成大禍;
10、 配料的關(guān)鍵在于分散均勻,掌握該中心,其它方式可自行調(diào)整。

  采用減量示意,可有效調(diào)節(jié)加料速率,同時(shí)控制加料量準(zhǔn)確;

  以上是原理工藝圖,針對的是原料的稱重配料系統(tǒng)(也叫自動(dòng)配料系統(tǒng),或是配料控制系統(tǒng))

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