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鋰電池漿料分散設備
詳細信息| 詢價留言品牌：IKN 類型：剪切分散機 物料類型：固-液 適用物料：化學品 應用領域：化工 型號：ERS2000 速度類別：有級變速 調速范圍：150000 r/min 分散輪直徑：115 mm 升降行程：1000 mm 電機功率：22 Kw 變速方式：變頻變速 罐容量：3000 L 外形尺寸：1-1-1 mm 整機重量：400 kg 材質：316 外形尺寸：1-1-1 mm 整機重量：400 kg 鋰電池漿料分散設備，鋰電池漿料分散機，鋰電正極池漿料分散設備，鋰電池負極漿料分散設備是少兩種互不相溶或者難以相溶且不發(fā)生化學反應的物質的混合過程。工業(yè)分散的目標是在連續(xù)相中實現“令人滿意的”精細分布。
當固體顆粒分散到一種液體中時，形成一種懸浮液。當一種液體分散到另一種液體中時，形成一種乳濁液。在一種乳濁液的兩個液相間的界面處，表面張力開始發(fā)生作用。新表面的產生需要能量。在沒有外部影響的情況下，每個液相體系均企圖以較少的能量達到乳濁液狀態(tài)。因此，總是會有產生較小界面的傾向，這阻礙任何乳濁液的形成。
鋰電池漿料包括 電池主要由正極、負極、電解液、隔膜四種關鍵材料和輔助材料如容器、正/負極集流體、絕緣片、極耳、安全閥等構成。就成本構成而言：正極材料比重***大，占比40~46%，其次是隔膜、負極和電解液。
正極材料（商業(yè)化用）主要包括鈷酸鋰(LCO)、鎳酸鋰(LNO)、鎳鈷錳酸鋰(NMC，簡稱三元)、錳酸鋰(LMO)、磷酸鐵鋰(LFP)等。正極材料性能的主要評價指標包括工作電壓、比容量、首次效率、壓實密度以及循環(huán)性等。各類正極材料價格總體趨勢是逐步下降的，但鈷酸鋰在2007 底至2008 年期間價格變化呈現急速上漲而又快速回落現象，原因是鈷金屬期貨價格同期上漲后又急速下降 。
負極材料種類包括人造石墨(Artificial)、天然石墨(NG core)、中間相炭微球(Meso-phase)、無定形炭(Low-crystallinity carbon)、合金(Metal Type)和鈦酸鋰(LTO)等，其中無定形炭包括軟炭(Soft carbon)和硬炭(Hard carbon)兩種。負極材料主要性能指標有比容量、首次效率、循環(huán)性、灰分、壓實密度等。其中，天然石墨特點是成本低和比容量高，循環(huán)性能略差；而人造石墨和中間相炭微球則具有優(yōu)良的循環(huán)性和穩(wěn)定性，由于需進行高溫石墨化處理，對應材料成本增加。
隔膜是一種多孔性塑料薄膜，種類包括織造膜，非織造膜( 無紡布) ，微孔膜，復合膜，隔膜紙，碾壓膜等幾類，但目前商業(yè)化應用的主要是聚烯烴微孔膜，包括單層PP(聚丙烯)、單層PE(聚乙烯)以及三層PP/PE/PP 復合膜。隔膜核心功能是保證離子在正負極遷移的同時阻止電極接觸，主要參數包括厚度、孔徑、刺穿強度、閉孔溫度等。隔膜制備技術包括干法和濕法兩大類，前者可分為單向拉伸和雙向拉伸兩種，它們各有優(yōu)缺點。常規(guī)儲能電池用隔膜厚度一般小于25 μm，動力電池用隔膜則厚至 40 μ m，隔膜越厚電池強度越高，在組裝時不易被刺破。為進一步提高儲能電池容量，希望制備厚度小于 15 μ m 的鋰電池隔膜，該類隔膜有望通過在平面上高速地涂敷金屬氧化物凝膠然后分成獨立的隔膜。
鋰電池漿料分散設備，鋰電池漿料分散機
混合分散工藝在鋰離子電池的整個生產工藝中對產品的品質影響度大于 30%，是整個生產工藝中***重要的環(huán)節(jié)。鋰離子電池的電極制造，正極漿料由粘合劑、導電劑、正極材料等組成；負極漿料則由粘合劑、石墨碳粉等組成。正、負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,而且在這個過程中都伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負極漿料中，顆粒狀活性物質的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運動，因此在鋰離子電池生產中各極片材料的漿料的混合分散至關重要，漿料分散質量的好壞，直接影響到后續(xù)鋰離子電池生產的質量及其產品的性能。
目前傳統(tǒng)的鋰離子電池漿料的制備都是在雙行星分散設備中完成的。盡管目前在小型電池生產技術上已日趨成熟，但目前鋰離子電池的生產過程中，電池的一致性控制仍然是鋰離子電池制作的技術難點，尤其是對于大容量、大功率的動力型鋰離子電池。另外，隨著鋰離子電池材料的不斷進步，原材料顆粒粒徑越來越小，這不僅提高了鋰離子電池性能，也非常容易形成二級團聚體，從而增加了混合分散工藝的難度。
鋰電池漿料分散設備，鋰電池漿料分散機
鋰離子電池漿料的混合分散過程可以分為宏觀混合過程和微觀分散過程，這兩個過程始終都會伴隨著鋰離子電池漿料制備的整個過程。把雙行星分散設備作為宏觀混合單元溶入到鋰離子電池漿料快速分散系統(tǒng)之中，把超剪切分散裝置作為微觀分散控制單元，這將會大大提高了鋰離子電池漿料的分散效果和效率。
3.1高剪切分散機理
在高剪切分散設備中，作用于液體的能量一般相當集中，這樣可以使液體收到高能量密度的作用。引入能量的類型和強度必須足以使分散相顆粒有效地均勻分散。分散均勻的本質是使物料中分散相（固體顆粒、液滴等）受流體力學上的剪切作用和壓力作用破碎并分散。
液體物料分散系中固體分散相顆粒或液滴破碎分散的直接原因是受到剪切力和壓力的共同作用。引起剪切力和壓力作用的具體流體力學效應主要有三種，它們分別是層流效應、湍流效應和空穴效應。層流效應的作用是引起固體分散相顆�；蛞旱蔚募羟泻屠L，湍流效應的作用是在壓力波動作用下引起固體分散相顆�；蛞旱蔚碾S意變形，而空穴效應的作用則是使形成的小氣泡瞬間破滅產生沖擊波，而引起劇烈攪動。綜上所述，超剪切分散設備內物料的分散機理比較復雜，主要是以剪切作用起主導作用，而以其他作用為輔。漿體物料在高頻壓力波的作用下產生反復的壓縮效應，同時又受到超剪切分散設備內窄小間隙內的剪切力和回旋剪切力的強烈作用，如此綜合反復的作用，被處理的漿料產生強烈的分散和粉碎作用，***終達到快速超細分散的目的。
3.2高剪切設備用于鋰電漿料的分散
高剪切設備可用于電芯正極或負極，油性或水性漿料的分散乳化（油性漿料的粘結劑為PVDF溶劑為NMP，水性漿料的粘結劑為SBR+CMC溶劑為水，有時水性負極漿料也會添加少量NMP是為了增加SBR,CMC,水,石墨之間的相容性,對改善粘輥是非常有效的,許多電池發(fā)生輥壓粘輥時都是采用加NMP的方法,一般占固體的5%,或漿料總重量的2%左右）
是高效、快速、均勻地將一個相或多個相固體進入到另一互不相溶的連續(xù)相(通常液體)的過程的設備的設備。當其中一種或者多種材料的細度達到微米數量級時，甚至納米級時，體系可被認為均質。當外部能量輸入時，兩種物料重組成為均一相。高剪切均質機由于轉子高速旋轉所產生的高切線速度和高頻機械效應帶來的強勁動能，使物料在定、轉子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，形成懸浮液。高剪切均質機從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細的分散均質，經過高頻管線式高剪切分散機的循環(huán)往復，***終得到穩(wěn)定的高品質產品。
影響分散結果的因素有以下幾點
1 分散頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）
2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）
3 分散頭的齒形結構（分為初齒，中齒，細齒，超細齒，約細齒效果越好）
4 物料在分散墻體的停留時間，乳化分散時間（可以看作同等的電機，流量越小，效果越好）
5 循環(huán)次數（越多，效果越好，到設備的期限，就不能再好）
線速度的計算
剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-轉子 間距 (m)由上可知，剪切速率取決于以下因素：
– 轉子的線速率
– 在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。
IKN 定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm速率V= 3.14 X D（轉子直徑）X 轉速 RPM / 60
高的轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是***重要的。根據一些行業(yè)特殊要求，依肯公司在ER2000系列的基礎上又開發(fā)出ERS2000超高速分散機。其剪切速率可以超過14000 rpm，轉子的速度可以達到40m/s。在該速度范圍內，由剪切力所造成的湍流結合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強，粒經分布更窄。由于能量密度極高,無需其他輔助分散設備。
高剪切均質分散機應用于:
混懸液
化妝品
色漿
顏料洗滌劑
漿糊
鹽溶液
催化劑
涂漆 、
聚合物乳化液
農藥(除草劑 殺蟲劑)
高剪切均質分散機特別應用于:
疫苗、
細胞破碎
膠體溶液、
金屬氧化物懸浮液、
墨水
印刷涂料
色素色漿 漿料蒙脫石混懸液
鋁鎂加混懸液
布洛偽麻混懸液
磺胺嘧啶混懸液
磺胺二甲嘧啶混懸液 等等
超高速均質分散機設備等級：化工級、衛(wèi)生I級、衛(wèi)生II級、無菌級
超高速均質分散機電機形式：普通馬達、變頻調速馬達、防爆馬達、變頻防爆馬達、氣動馬達
超高速均質分散機電源選擇： 380V/50HZ、220V/60HZ、440V/50HZ
超高速均質分散機材質：SUS304 、SUS316L 、SUS316Ti
超高速均質分散機表面處理：拋光、耐磨處理
超高速均質分散機進出口聯結形式：法蘭、螺口、夾箍
高剪切均質分散機標準流量（H2O）
輸出轉速
標準線速度
馬達功率
進出口尺寸
型號
l/h
rpm
m/s
kW
ERS 2000/4
300-1,000
14000
40
2.2
DN25/DN15
ERS 2000/5
1,000-1.5000
10,500
40
7.5
DN40 /DN 32
ERS 2000/10
3,000
7,300
40
15
DN50 / DN50
ERS 2000/20
8,000
4,900
40
37
DN80 /DN 65
ERS 2000/30
20,000
2,850
40
75
DN150 /DN 125
ERS 2000/50
40,000
2,000
40
160
DN200 /DN 150
1 表中上限處理量是指介質為“水”的測定數據。
2 處理量取決于物料的粘度，稠度和***終產品的要求。
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