11.1v LiPo-Akku-Zerkleinerungsprozess: Typen und Eigenschaften von Zerkleinerungsgeräten

Dieser Artikel beschreibt kurz die Anwendung verschiedener hydrodynamischer Scherdispergierer beim 11,1 V LiPo-Batterie-Zerkleinerungsprozess und fasst deren Geräte- und Prozessmerkmale zusammen. Interessierte Partner sind eingeladen, sich ein paar Minuten Zeit zu nehmen und CNHL zu besuchen.

1. 11,1 V LiPo-Batterie Doppelplanetenmischer zum Zerkleinern

Derzeit ist die gängige Homogenisierungsanlage, die von Herstellern der 11,1 V LiPo-Batterie verwendet wird, meist der Doppelplanetenmischer, der auch PD-Mischer genannt wird. Der langsam drehende Rührteil des Doppelplanetenmischers besteht aus zwei gefalteten rahmenförmigen Rührpaddeln.

Der Planetengetriebeantrieb sorgt dafür, dass sich das Rührpaddel beim Umlauf dreht, sodass das Material auf- und abwärts sowie kreisförmig bewegt wird, um in kurzer Zeit den idealen Misch-Effekt zu erzielen. Die Hochgeschwindigkeits-Dispersionskomponente ist eine gezahnte Dispersionsscheibe, die zusammen mit dem Planetenhalter umläuft und sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, sodass das 11,1 V LiPo-Batterie-Material starker Scher- und Dispergierwirkung ausgesetzt wird.

Der PD-Mischer kann große Mengen Feststoffe und kleine Mengen Flüssigkeit effektiv mischen. Durch die Planetenbewegung der zwei gefalteten rahmenförmigen Rührpaddel kann er eine starke Knetwirkung ohne Totzonen erzielen und spielt eine Rolle bei der Schlag- und Scherwirkung der Hochgeschwindigkeits-Dispersionsscheibe. Für eine gute Dispergierung der 11,1 V LiPo-Batterie-Suspension. Der PD-Mischer hat eine bessere Dispersionsgleichmäßigkeit.

Die Hauptprobleme des Doppelplanetenmischers, der im Zerkleinerungsprozess der 11,1 V LiPo-Batterie verwendet wird, sind:
Das Volumen und die Höhe der Ausrüstung stellen hohe Anforderungen an die Werkstatt, und die Gesamtfläche ist groß;
Der Einfluss des Volumens der 11,1 V LiPo-Batterie-Suspension auf deren Rühreffekt, das effektive Volumen des Basismischers ist klein;
Die Rührzeit ist lang und die Dispergier-Effizienz der 11,1 V LiPo-Batterie-Suspension ist gering;
Bei intermittierender Zuführung ist die Konsistenz zwischen den Chargen schlecht;
Es ist schwierig, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Staub im Produktionsumfeld zu kontrollieren.
Die aktuelle Forschung am Doppelplanetenmischer umfasst das strukturelle Design des Rührpaddels und der Dispersionsscheibe sowie die Strömungssimulation während des Doppelplanetenmischprozesses.

2. 11,1 V LiPo-Batterie Zerkleinerungs-Hochgeschwindigkeits-Scherdispergiermaschine

Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Produktionskapazität der 11,1 V LiPo-Batterie und der dringenden Marktnachfrage nach leistungsstarken 11,1 V LiPo-Batterien ist es schwierig, die Anforderungen nur mit dem Doppelplanetenmischer zu erfüllen, was die großtechnische Produktion der 11,1 V LiPo-Batterie einschränkt.
Im Jahr 2007 kündigte das japanische Unternehmen PRIMIX die Entwicklung eines kontinuierlich verarbeitbaren Produktionsgeräts für 11,1 V Lipo-Batterie-Elektrodenschlämme an – einen Hochgeschwindigkeits-Scherdispergierer.

Das Dispersionsprinzip von TK.FILMICS ist das "Hochgeschwindigkeits-Spinn-Dünnfilm-Verfahren". Der schnell rotierende Rotor wirft den Slurry an die Wand des Statorzylinders, und der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem schnell fließenden Slurry und der stationären Zylinderwand erzeugt eine starke Scherkraft zur Dispergierung des Slurrys. Die laminare Strömung, turbulente Strömung und Wirbelstromwirkung des 11,1 V Lipo-Batterie-Slurrys bewirken, dass die Partikel im Slurry durch Kollision und Scherung dispergiert werden.

TK.FILMICS kann die alleinige Herstellung des 11,1 V Lipo-Batterie-Slurrys nicht abschließen, es wird zunächst ein PD-Mischer für das Vormischen benötigt. Im Vergleich zu herkömmlichen Doppelplaneten-Rühr- und Dispergieranlagen weist die Hochgeschwindigkeits-Scherdispersionsanlage für 11,1 V Lipo-Batterie-Slurry folgende Merkmale auf:
(1) Das Mischen und Dispergieren der Materialien basiert auf dem Scherprinzip, die Wirkung ist bemerkenswert und der Energieverbrauch gering;
(2) Die Anlage ist kompakt, benötigt wenig Platz und ist flexibel sowie einfach im Produktionsbetrieb;
(3) Sie verfügt über Selbstansaug- und automatische Reinigungsfunktionen, und die Anlage ist wartungsfreundlich;
(4) Die Anzahl der rotierenden Statorschichten kann je nach Produktionsbedarf erhöht werden, sodass das Material während des Dispersionsprozesses mehrfach bearbeitet wird, wodurch der Dispersions-Effekt verstärkt wird;
(5) Die Anlage hat eine hohe Dispersionskraft, und der 11,1 V Lipo-Batterie-Slurry weist eine gute Dispersionsgleichmäßigkeit und kleine Partikelgröße auf.

Die Spannungsverteilung und Zerkleinerungseffizienz des traditionellen Doppelplanetenrührwerks und des Hochgeschwindigkeits-Scherdispergierers wurden verglichen und analysiert. Während des Betriebs des Hochgeschwindigkeits-Scherdispergierers war die innere Spannung hoch und die Verteilung gleichmäßig. Gleichzeitig verbesserte die Hochgeschwindigkeitsdispersion die Zerkleinerungseffizienz der 11,1 V Lipo-Batterie deutlich.

3. 11,1 V Lipo-Batterie Zerkleinerungs-Doppelschnecken-Extruder

Um die Zerkleinerungseffizienz der 11,1 V Lipo-Batterie weiter zu verbessern und die Gleichmäßigkeit der Pulpbatches zu erhöhen, kooperierte Samsung SDI aus Südkorea bereits 2010 mit der japanischen Asada Iron Works Co., Ltd., um kontinuierliche Zerkleinerungsanlagen für Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln. Der für die kontinuierliche Zerkleinerung der 11,1 V Lipo-Batterie verwendete Doppelschnecken-Extruder besteht hauptsächlich aus zwei Teilen: dem Zuführ-Messsystem (für kontinuierliche Dosierung und Wägung von Pulver und Lösungsmittel) und dem Hauptsystem (Doppelschnecken-Extruder, für die Dispersion und das Kneten der einzelnen Komponenten).

Der traditionelle Zellstoffprozess gibt das gesamte Pulver auf einmal in alle flüssigen Komponenten und kann nach langer Zeit von 4 bis 10 Stunden zu einem einheitlichen Schlamm dispergiert werden. Die kontinuierliche Doppelschnecken-Zellstoffherstellung teilt die traditionelle Chargenherstellung des 11,1 V Lipo-Akku-Zellstoffs in mehrere kleine Teile, dispergiert sie kontinuierlich und fügt sie dann zu einer ganzen Charge zusammen. Die kontinuierliche Doppelschnecken-Extrusions-Zellstoffherstellung ist in Bezug auf Zellstoffeffizienz und Zellstoffgleichmäßigkeit der traditionelle Prozess deutlich überlegen.

Das Funktionsprinzip des Doppelschneckenextruders besteht darin, kontinuierlich aktive Substanzen, leitfähige Mittel, Bindemittel und Lösungsmittel in den Rohr-Extruder einzuführen. Die wichtige Struktureinheit der kontinuierlichen Doppelschnecken-Extrusions-Zellstoffmaschine ist die Konfiguration der Doppelschneckenstruktur. Die Doppelschnecke besteht aus mehreren vorwärts- und rückwärtsgerichteten Übertragungselementen sowie mehreren vorwärts- und rückwärtsgerichteten Dispergierelementen sowie Abstandshaltern und Stützachsen zwischen den vorwärts- und rückwärtsgerichteten Elementen. Es gibt keinen signifikanten Unterschied in Größe und Morphologie der aktiven Partikel der NCM-Kathodenplatten, die durch den traditionellen 11,1 V Lipo-Akku-Zellstoffprozess und den kontinuierlichen Doppelschnecken-Zellstoffprozess erhalten werden, sodass die Doppelschnecken-Zellstoffmaschine für die hocheffiziente Zellstoffherstellung von 11,1 V Lipo-Akkus verwendet werden kann.

Zusammenfassung
Die Effizienzsteigerung und Qualitätsverbesserung des 11,1 V Lipo-Akku-Zellstoffprozesses sind wichtige Themen in der Elektrodenherstellung. Mechanisches Rühren wird verwendet, um die Agglomerate von Partikeln zu zersetzen und den wichtigen mikroskopischen Prozess der gleichmäßigen Verteilung des Zellstoffs zu erreichen. Es ist schwierig, durch eine einzelne Dispersionsmethode einen feinen und gleichmäßigen Schlamm zu erhalten. Üblicherweise wird ein PD-Mischer für das Vormischen verwendet und ein Hochgeschwindigkeitsdispergierer für die hochintensive Depolymerisation, um so einen 11,1 V Lipo-Akku-Schlamm mit niedriger Viskosität, hohem Feststoffgehalt und hoher Stabilität zu erhalten. Derzeit ist die großflächige Anwendung der kontinuierlichen Doppelschnecken-Zellstoffmaschine gering. Als kontinuierliche und effiziente Zellstoffmethode hat sie eine kleine Stellfläche, eine kurze Zellstoffzeit und ein enormes Entwicklungspotenzial.
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