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 einige 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 einer starken 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. So wird eine gute Dispergierung der 11,1 V LiPo-Batterie-Suspension erreicht. 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 11,1 V Lipo-Batterie-Elektrodenschlamm-Herstellungsgeräts an – einen Hochgeschwindigkeits-Scherdispergierer.

Das Dispersionsprinzip von TK.FILMICS ist das "Hochgeschwindigkeits-Spinn-Dünnfilm-Verfahren". Der schnell rotierende Rotor wirft den Slurry auf die Wand des Statorzylinders, und der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem schnell fließenden Slurry und der stationären Zylinderwand erzeugt eine starke Scherkraft zur Dispersion 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 Einzelmaschinenherstellung 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 Selbstansaugfähigkeit und automatische Reinigungsfunktion, 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 Dispersionseffekt 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 Zerkleinerung Doppelschnecken-Kontinuierlichextruder

Um die Zerkleinerungseffizienz der 11,1 V Lipo-Batterie weiter zu verbessern und die Gleichmäßigkeit der Pulpmischungen 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- und Dosiersystem (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 gleichmäßigen Schlamm dispergiert werden. Die kontinuierliche Doppelschnecken-Zellstoffherstellung teilt die traditionelle Charge 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-Extrusionszellstoffherstellung ist in Bezug auf Zellstoffeffizienz und Zellstoffgleichmäßigkeit der traditionelle Prozess deutlich überlegen.

Das Arbeitsprinzip des Doppelschneckenextruders besteht darin, kontinuierlich aktive Substanzen, leitfähige Mittel, Bindemittel und Lösungsmittel in den Rohrextruder einzuführen. Die wichtige Struktureinheit der kontinuierlichen Doppelschnecken-Extrusionszellstoffmaschine ist die Konfiguration der Doppelschneckenstruktur. Die Doppelschnecke besteht aus mehreren Vorwärts- und Rückwärtsübertragungselementen sowie mehreren Vorwärts- und Rückwärtsdispergierelementen sowie Abstandshaltern und Stützachsen zwischen den Vorwärts- und Rückwärtselementen. 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 wurden, sodass die Doppelschnecken-Zellstoffmaschine für die hocheffiziente Zellstoffherstellung von 11,1 V Lipo-Akkus verwendet werden kann.

Zusammenfassen
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 gleichmäßig dispergierten Zellstoffherstellung 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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