碳酸鋰研磨分散機(jī)
| 產(chǎn)品型號(hào)： |
CMSD2000 |
| 品 牌： |
IKN |
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| 所 在 地： |
上海松江區(qū) |
| 更新日期： |
2024-12-16 |
| | 型號(hào)：CMSD2000 | | 品牌：IKN | | 工作方式：顆粒研磨機(jī) | |
| | 適用物料：碳酸鋰 | | 應(yīng)用領(lǐng)域：電池 | | 加工批量：300 | |
| | 驅(qū)動(dòng)功率：22 kw | | 研磨籃容量：300 | | 介質(zhì)尺寸：1000 | |
| | 行程：100 | | 外形尺寸：1-1-1 m | | 重量：300 kg | |
| | 驅(qū)動(dòng)方式：電動(dòng) | | 作用對(duì)象：車刀 | | 材質(zhì)：316 | |
碳酸鋰研磨分散設(shè)備,碳酸鋰研磨機(jī),酸鋰研磨分散機(jī)時(shí)
散機(jī)是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)齒（或稱為轉(zhuǎn)子）與相配的定齒（或稱為定子）作相對(duì)的高速旋轉(zhuǎn)，被加工物料通過(guò)本身的重量或外部壓力（可由泵產(chǎn)生）加壓產(chǎn)生向下的螺旋沖擊力，透過(guò)膠體磨定、轉(zhuǎn)齒之間的間隙（間隙可調(diào)）時(shí)受到強(qiáng)大的剪切力、摩擦力、高頻振動(dòng)等物理作用，使物料被有效地乳化、分散和粉碎，達(dá)到物料超細(xì)粉碎及分散的效果。
碳酸鋰碳酸鋰，一種無(wú)機(jī)化合物，化學(xué)式為L(zhǎng)i2CO3，為無(wú)色單斜晶系結(jié)晶體或白色粉末。密度2.11g/cm3。熔點(diǎn)723℃（1.013*10^5Pa）。溶于稀酸。微溶于水，在冷水中溶解度較熱水下大。不溶于醇及丙酮�？捎糜谥铺沾�、藥物、催化劑等。常用的鋰離子電池原料。用于制取各種鋰的化合物、金屬鋰及其同位素。還用于制備化學(xué)反應(yīng)的催化劑。半導(dǎo)體、陶瓷、電視、醫(yī)藥和原子能工業(yè)也有應(yīng)用。分析化學(xué)中用作分析試劑。在鋰離子電池中也有應(yīng)用。在水泥外加劑里作為促凝劑使用。
碳酸鋰研磨分散設(shè)備
大部分的漿料都是屬于懸浮液體系。不穩(wěn)定的懸浮液在靜止?fàn)顟B(tài)下發(fā)生絮凝，并由于重力作用而很快分層，分散的目的就是要在產(chǎn)品的有效期內(nèi)抗絮凝、防止分層，維持懸浮顆粒的均勻分布，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
2.2.1.1 懸浮液的絮凝理論
絮凝作用即是在靜態(tài)（由于布朗運(yùn)動(dòng)）或動(dòng)態(tài)（在剪切力作用下條件下，通過(guò)顆粒碰撞引起顆粒數(shù)目減少的過(guò)程。膠體系統(tǒng)中，如不考慮穩(wěn)定劑，顆粒間的相互作用主要有范德華（Vander Waals）引力；伴隨著帶電顆粒的庫(kù)侖（Coulombic）力（斥力或引力）。這些力的起因截然不同，Derjaguin 和 Landau 在蘇聯(lián)，Verwey 和 Overbeek 在荷蘭分別獨(dú)立的提出 DLVO 理論，構(gòu)成了親液分散體系中絮凝作用經(jīng)典理論的基礎(chǔ)，闡述了膠體懸浮體系的穩(wěn)定性主要與膠體顆粒間上述兩個(gè)獨(dú)立的相互作用的相對(duì)距離有關(guān)。
2.2.1.2 懸浮液的分層理論
分層是分散相在外力（重力或離心力）作用下，在連續(xù)相中上浮或下沉的結(jié)果。在忽略布朗運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的靜態(tài)條件下，可用Stokes 定律來(lái)描述，即分散相球形顆粒由于重力的沉降速度 V 由下式確定：
式中
ρs -ρ為分散相與連續(xù)相的密度差，g 為重力加速度，d 為分散相顆粒直徑，μ為連續(xù)相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續(xù)相密度大，顆粒下沉，速度 V 為正值，反之，顆粒上浮，速度為負(fù)值。沉降速度大，漿料就容易分層。如果要保持體系穩(wěn)定，就必須降低沉降速度，對(duì)于特定的漿料可以通過(guò)減小分散相固體顆粒直徑 d。因?yàn)橹挥挟?dāng)粒徑減至連續(xù)相液體分子大小時(shí)，顆粒才能穩(wěn)定、均勻地分散在液體中不發(fā)生分離。
通過(guò)以上的分析我們可以看出，要提高懸浮液的穩(wěn)定性，分散相顆粒的粒徑應(yīng)盡量細(xì)小。但應(yīng)該指出，根據(jù)前人所做的大量研究發(fā)現(xiàn)，隨著顆粒粒度的減小，雖然顆粒由重力引起的分離作用變?yōu)榇我囊蛩�，但是由于顆粒之間的間距減小，顆粒之間的結(jié)合力（范德華力等）起到了重要決定性作用。另外，當(dāng)顆粒直徑小于某一細(xì)小尺寸時(shí)，此時(shí)，顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)效應(yīng)就不能忽略了，所以由于細(xì)小顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，而使得顆粒之間產(chǎn)生激烈地碰撞。若不加穩(wěn)定劑，這些情況都會(huì)導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚，對(duì)體系的穩(wěn)定是不利的。所以漿料的分散中，顆粒粒徑并非越細(xì)越好，要視漿料的特性而定。分散就是要根據(jù)物料的特性與特點(diǎn)，減小分散相顆粒的粒度，使其分布于一個(gè)較窄的尺寸范圍，并達(dá)到吸力與斥力的相互平衡，從而保證漿料體系的穩(wěn)定。
2.2.2 團(tuán)聚與分散的關(guān)系
漿料的團(tuán)聚是指原生的微細(xì)顆粒在制備、分散及存放過(guò)程中，相互連接、由多個(gè)顆粒形成較大的顆粒團(tuán)簇的現(xiàn)象。
顆粒在液相介質(zhì)中表現(xiàn)為分散和團(tuán)聚兩種基本的行為。顆粒在液體介質(zhì)中的團(tuán)聚是吸附與排斥共同作用的結(jié)果，其根源是顆粒間的相互作用力。在懸濁液體系中，粉體顆粒的團(tuán)聚是吸附和排斥共同作用的結(jié)果。如果吸附作用大于排斥作用，粉體顆粒團(tuán)聚；如果吸附作用小于排斥作用，粉體顆粒則分散。在液體介質(zhì)中，粉體顆粒受力情況較復(fù)雜，不僅有像范德華力、靜電力、表面張力、毛細(xì)管力等產(chǎn)生團(tuán)聚的吸引力，而且在粒子的表面，還會(huì)產(chǎn)生雙電層靜電作用、溶劑化膜作用、聚合物吸附層的空間保護(hù)作用等使納米顆粒趨向于分散的斥力作用。
顆粒在介質(zhì)中的穩(wěn)定分散一般包括以下過(guò)程：潤(rùn)濕、機(jī)械分散及分散穩(wěn)定。潤(rùn)濕通常指顆粒與顆粒之間的界面被顆粒與溶劑、分散劑等界面所取代的過(guò)程。機(jī)械分散是利用剪切力將大量顆粒細(xì)化、使團(tuán)聚體解聚、被潤(rùn)濕、包裹吸附的過(guò)程。分散穩(wěn)定是指將原生粒子或較小的團(tuán)聚體在靜電斥力、空間位阻斥力作用下來(lái)屏蔽范德華引力,使顆粒不再聚集的過(guò)程。團(tuán)聚體分散解聚的直接原因是受到剪切力和壓力的作用，剪切力在分散過(guò)程中起到了決定性的作用。
2.2.3 團(tuán)聚體變形與破裂
在研究流動(dòng)性質(zhì)隨時(shí)間和應(yīng)力的變化時(shí)，一般要考察顆粒的結(jié)合與破裂。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是顆粒的結(jié)合所必須得碰撞，還是多顆粒團(tuán)的破壞，都與顆粒大小有緊密的函數(shù)關(guān)系，也就是說(shuō)，顆粒大小是影響流變和穩(wěn)定性的一個(gè)關(guān)鍵因素.
在層流狀態(tài)下，流體中的物料團(tuán)聚體受層流剪切力作用。不考慮團(tuán)聚體的重力作用，物料團(tuán)聚體受剪切力t的作用與表面張力σ的作用。剪切作用的切向分tt的作用效果是使團(tuán)聚體發(fā)生旋轉(zhuǎn)的主要原因，而法向分力tn和表面張力則在團(tuán)聚體的內(nèi)部分別產(chǎn)生壓差，這兩種壓差綜合作用的結(jié)果就是使團(tuán)聚體的內(nèi)部產(chǎn)生變形，在其原有裂紋的區(qū)域上就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，并***終導(dǎo)致團(tuán)聚體的破碎與分散，分解成更小尺寸級(jí)別的顆粒。
在湍流狀態(tài)下，流場(chǎng)的變化非常迅速，且存在著固體分散相與液體連續(xù)相之間的相互作用，例如由于固體相對(duì)液體相湍流具有的阻尼作用，使其脈動(dòng)強(qiáng)度降低，流場(chǎng)中流動(dòng)情況相當(dāng)復(fù)雜。所以為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，在假定湍流是均勻的，并且是各向同性的基礎(chǔ)上，認(rèn)為液滴的破裂由湍流的脈動(dòng)效應(yīng)所引起的。在這種情況下，液滴受到的粘性剪切應(yīng)力可忽略，若兩相粘度和密度相差比較小，則在液滴表面將會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)將會(huì)使其形狀相對(duì)于平衡的球形而發(fā)生變化，當(dāng)變化的程度足夠大時(shí)，液滴就會(huì)不穩(wěn)定，破裂成兩個(gè)或更多的小液滴，條件是液滴振動(dòng)的動(dòng)能足以提供破裂后所增加的表面能.
2.3漿料傳統(tǒng)混合分散工藝
混合分散工藝在鋰離子電池的整個(gè)生產(chǎn)工藝中對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)影響度大于 30%，是整個(gè)生產(chǎn)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(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(guò)程,而且在這個(gè)過(guò)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。
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(shè)備中完成的。盡管目前在小型電池生產(chǎn)技術(shù)上已日趨成熟，但目前鋰離子電池的生產(chǎn)過(guò)程中，電池的一致性控制仍然是鋰離子電池制作的技術(shù)難點(diǎn)，尤其是對(duì)于大容量、大功率的動(dòng)力型鋰離子電池。另外，隨著鋰離子電池材料的不斷進(jìn)步，原材料顆粒粒徑越來(lái)越小，這不僅提高了鋰離子電池性能，也非常容易形成二級(jí)團(tuán)聚體，從而增加了混合分散工藝的難度。
2.3.1. 正極漿料的制備（以鈷酸鋰為例）
正極漿料的制備過(guò)程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合分散在一起，調(diào)制成漿料，以利于均勻涂布，保證極片的均勻一致性。正極制漿主要包括五個(gè)步驟，即原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和絮凝。
(1) 原料的物理性能
a. 鈷酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑 D50一般為 6~8μm，含水量≤0.2%，通常為堿性，pH 值為 10~11。錳酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑 D50
一般為 5~7微米含水量≤0.2%，通常為堿性，PH 值為 8 左右。
b. 導(dǎo)電劑：非極性物質(zhì)，葡萄鏈狀物，含水量 3%~6%，吸油值約為 300，粒徑一般為 2~5μm；主要有普通炭黑、超導(dǎo)炭黑、石墨乳等，在大批量應(yīng)用時(shí)一般選擇超導(dǎo)炭黑和石墨乳復(fù)配，通常為中性。
c. PVDF 粘合劑：非極性物質(zhì)，鏈狀物，其分子量為 300,000~3,000,000 不等，吸水后分子量下降，黏性變差。
d. NMP (N-甲基吡咯烷酮)：弱極性液體，用于溶解/溶脹 PVDF，同時(shí)作為溶劑稀釋漿料。
(2) 原料的預(yù)處理
a. 鈷酸鋰：脫水，一般用 120℃常壓烘烤 2 小時(shí)左右。
b. 導(dǎo)電劑：脫水，一般用 200℃常壓烘烤 2 小時(shí)左右。
c. 粘合劑：脫水，一般用 120~140℃常壓烘烤 2 小時(shí)左右，烘烤溫度視分子量的大小決定。
d. 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) 原料的摻和：
a. 粘合劑的溶解（按標(biāo)準(zhǔn)濃度）及熱處理。
b. 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)電性。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。
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粉體的分散和浸濕
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(kāi)始爭(zhēng)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(rùn)濕角≤90 度，固體浸濕。當(dāng)潤(rùn)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(duì)容易。分散方法對(duì)分散的影響：靜置法（時(shí)間長(zhǎng)，效果差，但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu)）；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)）。
影響混合分散過(guò)程的主要參數(shù)有：
1、攪拌速度對(duì)分散速度的影響。一般說(shuō)來(lái)攪拌速度越高，分散速度越快，但對(duì)材料自身結(jié)構(gòu)和對(duì)設(shè)備的損傷就越大。
2、濃度對(duì)分散速度和粘結(jié)強(qiáng)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。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。
3、真空度對(duì)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。
4、溫度對(duì)分散速度的影響。適宜的溫度下，漿料流動(dòng)性好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮，太冷漿料的流動(dòng)性將大打折扣。
(5) 稀釋
加入溶劑將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。
碳酸鋰研磨分散設(shè)備,碳酸鋰研磨機(jī)
