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鋰電池不同漿料制備設(shè)備方案全解析
鋰離子電池的電極制造，正極漿料由粘合劑、導(dǎo)電劑、正極材料等組成;負(fù)極漿料則由粘合劑、石墨碳粉等組成。正、負(fù)極漿料的制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過程，而且在這個(gè)過程中都伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負(fù)極漿料中，顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動(dòng)，因此在鋰離子電池生產(chǎn)中各極片材料的漿料的混合分散至關(guān)重要，漿料分散質(zhì)量的好壞，直接影響到后續(xù)鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量及其產(chǎn)品的性能。
雙行星攪拌機(jī)行星架在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，可以帶動(dòng)機(jī)器的攪拌軸圍繞著反應(yīng)釜料桶公轉(zhuǎn)的同時(shí)，雙行星的攪拌軸進(jìn)行高速自轉(zhuǎn)，這種公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)的同時(shí)進(jìn)行可以促物料受到機(jī)械強(qiáng)烈的剪切與捏合的作用，從而達(dá)到物料的充分乳化、分散和混合的目標(biāo)同，這種結(jié)構(gòu)設(shè)備的混合效果是普通混合機(jī)的幾倍。同時(shí)在雙行星攪拌機(jī)的行星架上設(shè)置了一組刮壁刀隨著行星架轉(zhuǎn)動(dòng)，通過不斷的無縫刮壁，讓壁桶無滯留電池漿料，提高了混合的效果。雙行星攪拌機(jī)是耐真空的機(jī)械，可進(jìn)行抽真空、加熱、冷卻。可以滿足鋰電池漿料的濕法混料工藝的加工需求。
1. 低間隙。漿與漿、漿與桶壁、漿與桶底之間間隙低，攪拌漿相互間以及攪拌漿與攪拌罐內(nèi)部的精密間隙，使攪拌罐無死角，具有高度的捏合效果，使物料在短時(shí)間內(nèi)迅速相互滲透及捏合。
2. 高效率。獨(dú)特的混合分散攪拌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大提高了鋰電池生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)能，能夠進(jìn)行高效生產(chǎn)。
3. 物料不粘壁，出料干凈。
360度無死角設(shè)計(jì)，保證物料攪拌均勻。在雙行星攪拌機(jī)的行星架上的刮壁刀可以輕松使桶壁無滯留料。同時(shí)輔以刮片式攪拌槳，可以對(duì)料桶底部進(jìn)行刮拭，避免了攪拌死角，大大提高了物料的混合效果，保證了成品的品質(zhì)。
4. 高分散/剪切低噪音。分散/乳化部件線速度可達(dá)到 23M/S以上，零部件加工、專業(yè)工裝，零部件配合度高，磨損度小，運(yùn)行更加平穩(wěn)低噪音;滿負(fù)載運(yùn)行下，營造低噪音工作空間。
5. 耐腐蝕零泄漏。防腐蝕機(jī)械密封加上軟、靜等密封，行星傳動(dòng)箱采用全密封結(jié)構(gòu)，全方位密封理念使得密封性能在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上提高50%;并且真空保持度高，確保攪拌過程零污染。
6. 高強(qiáng)度。根據(jù)不同的混合工藝(干法混料、濕法混料)，經(jīng)嚴(yán)格的強(qiáng)度計(jì)算，適合高粘度、高固含量電池正負(fù)極漿料、粘結(jié)劑使用。
7. 集成化高。預(yù)混、攪拌、周轉(zhuǎn)、過濾諸環(huán)節(jié)無縫快拆式對(duì)接，與空氣無接觸。可PLC全自動(dòng)控制，速度、溫度、升降、真空系統(tǒng)，可集成在一張面板上控制。
缺點(diǎn)：
在操作過程中雙行星攪拌也會(huì)遇到諸多問題：
1. 批次分散工藝，混合分散時(shí)間長(zhǎng)，能量消耗大。
2. 電極粉末材料由行星攪拌器頂部加入，粉塵容易飛揚(yáng)、漂浮。更重要的是粉末與液相混合極易發(fā)生團(tuán)聚。
3. 物料易殘留于行星攪拌器的罐蓋、罐壁及攪拌槳上，清洗操作困難。
4. 空氣易存留于分散混合罐，氣泡的產(chǎn)生影響分散效果。
5. 批次工藝致使量產(chǎn)受到限制，生產(chǎn)線占地面的大，維護(hù)成本高。
電池漿料雙螺桿式攪拌
螺桿式攪拌系統(tǒng)一般由計(jì)量斗、稱量及輸送系統(tǒng)、貯罐、制膠罐、中轉(zhuǎn)罐、喂料機(jī)、高速混料機(jī)、增壓泵、磁性式過濾器、高速均質(zhì)機(jī)、輔助設(shè)備及DCS中央控制系統(tǒng)組成。鋰電池的正、負(fù)極原材料(粉體與液體)通過**的計(jì)量系統(tǒng)在線自動(dòng)和連續(xù)輸送到螺旋混合機(jī)中、在螺旋混合機(jī)中完成混合、分散、研磨、抽真空等操作形成漿料，然后漿料連續(xù)從螺旋混合機(jī)中輸出進(jìn)入下道生產(chǎn)工序。雙螺桿攪拌全自動(dòng)生產(chǎn)線具有生產(chǎn)效率高、封閉式生產(chǎn)、物料及能源消耗少等優(yōu)點(diǎn)，目前在行業(yè)內(nèi)也獲得一定認(rèn)可。
優(yōu)勢(shì)：
1、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)。連續(xù)攪拌工藝基于雙螺桿擠出機(jī)，將連續(xù)原料喂料、預(yù)攪拌捏合、精細(xì)分散和脫氣等基本操作集中于單個(gè)設(shè)備，連續(xù)攪拌工藝包括所有的液體和固體成分的可控性的連續(xù)喂料以及在液相中的固體顆粒的微觀分布。
2、較少設(shè)備資金投入。借助高生產(chǎn)效率，連續(xù)攪拌工藝可以用一條操作生產(chǎn)線取代多個(gè)批次攪拌機(jī)。因此，可以顯著減少大規(guī)模生產(chǎn)裝置所需的投資。
3、憑借能源節(jié)約、自動(dòng)化程度高和所需的人力資源少，降低運(yùn)營成本。
4、增強(qiáng)產(chǎn)品性能的重復(fù)性和可控性。
5、在線質(zhì)量控制實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。原料喂料(粉末和液體)，攪拌，分散和排氣的全自動(dòng)化操作提高配方**度，改善工藝控制并增強(qiáng)可追溯性。
1、難以確保失重秤的精度。由于添加劑和原材料的比例差異較大，在非堆積式進(jìn)料方式下，應(yīng)采用更高精度的失重秤以保證進(jìn)料計(jì)量的準(zhǔn)確性，保證各類粒子能夠按照配方比例連續(xù)、準(zhǔn)確進(jìn)入設(shè)備，才能提高混料的均勻性，從而提高電池品質(zhì)。
2、物料的一致性差，雙螺桿設(shè)計(jì)應(yīng)采用合理的螺桿設(shè)計(jì)組合，以保證物料進(jìn)入的連續(xù)性和混合的均勻性。
犁式攪拌機(jī)
優(yōu)勢(shì)：
1、混合速度快。新概念的犁刀式攪拌機(jī)理的核心技術(shù)的運(yùn)用，加上高速旋轉(zhuǎn)刀頭的離散式攪拌，根據(jù)產(chǎn)品的不同配方，主機(jī)攪拌時(shí)間為90-180s。
2、攪拌主機(jī)的混合精度高。各種物料的和易性及均勻度好，混合時(shí)不產(chǎn)生離析，攪拌的混合比可高達(dá)1：10000，能夠*大程度地滿足施工要求。
3、卸料采用氣動(dòng)開門，獨(dú)特的開門方式使卸料可在10秒以內(nèi)完成;
4、飛刀采用錳鋼制作，裝配硬齒面齒輪減速機(jī)，可滿負(fù)荷啟動(dòng);
5、犁頭、飛刀片磨損可更換，在干粉混合的基礎(chǔ)上可加噴液功能，使固液混合效果更佳。
缺點(diǎn)：
1、生產(chǎn)連續(xù)性差。裝料量太多，物料在犁刀式混合機(jī)內(nèi)會(huì)因?yàn)闆]有充分的活動(dòng)空間而影響混合效果和延長(zhǎng)混合時(shí)間，增大功率消耗;裝料量過少，也會(huì)因?yàn)槔绲妒交旌蠙C(jī)內(nèi)的物料太少而不能形成足夠的阻力，從而減弱了混合效果，延長(zhǎng)了混合時(shí)間。
2、容易造成物料的堆積，使用后殘?jiān)灰浊逑础?/span>
不同的漿料制備方案在行業(yè)內(nèi)各家企業(yè)均有應(yīng)用，孰優(yōu)孰劣尚無定論，北方華**能源致力于漿料制備工藝的研發(fā)，打造先進(jìn)的漿料制備系統(tǒng)，為行業(yè)客戶提供更優(yōu)的漿料制備方案。
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