תהליך טחינת סוללת ליתיום פולימר 11.1v: סוגים ומאפיינים של ציוד הטחינה

1. מיקסר פלנטרי כפול לסוללת 11.1v ליפו לפולפינג

כיום, ציוד ההומוגניזציה השולט בשוק המשמש יצרני סוללות 11.1v ליפו הוא בעיקר מיקסרים פלנטריים כפולים, הנקראים גם מיקסרי PD. חלק הערבוב במהירות נמוכה של המיקסר הפלנטרי הכפול מורכב משני משוטי ערבוב מסוג מסגרת מקופלת.

הנעת הילוכים פלנטרית משמשת להפעלת סיבוב משוט הערבוב בזמן שהוא מקיף, כך שהחומר יכול לנוע למעלה ולמטה וסביבו כדי להשיג אפקט ערבוב אידיאלי בזמן קצר. רכיב הפיזור במהירות גבוהה הוא דיסק פיזור משונן, שמקיף יחד עם נושא הפלנטה ומסתובב במהירות גבוהה, כך שחומר סוללת 11.1v ליפו נתון לגזירה ופיזור חזקים.

מיקסר PD יכול לערבב ביעילות כמות גדולה של מוצקים וכמות קטנה של נוזל. באמצעות תנועת הפלנטרי של שני משוטי ערבוב מסוג מסגרת מקופלת, הוא יכול להשיג אפקט לישה חזק ללא נקודות מתות, ולשחק תפקיד בהשפעת הפגיעה והגזירה של דיסק הפיזור במהירות גבוהה. להשגת אפקט פיזור טוב של תערובת סוללת 11.1v ליפו. למיקסר PD יש אחידות פיזור טובה יותר.

הבעיות העיקריות של מיקסר פלנטרי כפול המשמש בתהליך פולפינג של סוללת 11.1v ליפו הן:
נפח הציוד וגובה הציוד דורשים דרישות גבוהות על המפעל, והשטח הכולל גדול;
השפעת נפח תערובת סוללת 11.1v ליפו על אפקט הערבוב שלה, הנפח היעיל של מיקסר הבסיס קטן;
זמן הערבוב ארוך, ויעילות הפיזור של תערובת סוללת 11.1v ליפו נמוכה;
שימוש בהזנה מקוטעת, העקביות בין המנות גרועה;
קשה לשלוט בטמפרטורה, בלחות ובאבק של סביבת הייצור.
המחקר הנוכחי על מיקסר פלנטרי כפול כולל את העיצוב המבני של משוטי הערבוב ודיסק הפיזור, ואת סימולציית שדה הזרימה במהלך תהליך הערבוב הפלנטרי הכפול.

2. מכונת פיזור גזירה במהירות גבוהה לפולפינג של סוללת 11.1v ליפו

עם השיפור המתמשך של קיבולת הייצור של סוללת 11.1v ליפו והביקוש הדחוף בשוק לסוללת 11.1v ליפו בעלת ביצועים גבוהים, קשה לעמוד בדרישות באמצעות מיקסר פלנטרי כפול בלבד, מה שמגביל את הייצור בקנה מידה גדול של סוללת 11.1v ליפו.
בשנת 2007, חברת PRIMIX מיפן הודיעה על פיתוח מכשיר ייצור רציף לתמיסת אלקטרודה לסוללת 11.1v ליפו - מפזר גזירה במהירות גבוהה.

עקרון הפיזור של TK.FILMICS הוא "שיטת סרט דק מסתובב במהירות גבוהה". הרוטור המסתובב במהירות גבוהה זורק את התמיסה אל קיר גליל הסטטור, והפרש המהירויות בין התמיסה הזורמת במהירות גבוהה לבין קיר הגליל הסטטי יוצר כוח גזירה חזק לפיזור התמיסה. זרימה למינרית, זרימה טורבולנטית ואפקט זרם מערבולי של תמיסת סוללת 11.1v ליפו גורמים לחלקיקים בתמיסה להתנגש וליצור גזירת התנגשות לפיזור התמיסה.

TK.FILMICS אינו יכול להשלים את הכנת תמיסת סוללת 11.1v ליפו במכונה בודדת, הוא זקוק למערבל PD לערבוב מקדים תחילה. בהשוואה לציוד ערבוב ופיזור פלנטרי כפול מסורתי, ציוד הפיזור בגזירה במהירות גבוהה לתמיסת סוללת 11.1v ליפו מציג את התכונות הבאות:
(1) מערבב ומפזר חומרים על בסיס עקרון הגזירה, האפקט מרשים וצריכת האנרגיה נמוכה;
(2) הציוד קטן בגודלו, תופס פחות שטח, וגמיש ופשוט בתפעול הייצור;
(3) יש לו יכולת שאיבה עצמית ויכולת ניקוי אוטומטית, והציוד קל לתחזוקה;
(4) ניתן להגדיל את מספר שכבות הסטטור המסתובבות בהתאם לצרכי הייצור, כך שהחומר יכול לעבור פעולות מרובות במהלך תהליך הפיזור, ובכך לחזק את אפקט הפיזור;
(5) לציוד יש עוצמת פיזור גבוהה, ולתמיסת סוללת 11.1v ליפו יש אחידות פיזור טובה וגודל חלקיקים קטן.

הושוו ונותחו התפלגות הלחץ ויעילות הפולפינג של מערבל פלנטרי כפול מסורתי ושל מפזר גזירה במהירות גבוהה. כאשר מפזר הגזירה במהירות גבוהה פעל, הלחץ הפנימי היה גבוה וההתפלגות אחידה. במקביל, הפיזור במהירות גבוהה שיפר משמעותית את יעילות הפולפינג של סוללת 11.1v ליפו.

3. מוציא רציף בעל ברגים כפולים לפולפינג סוללת 11.1v ליפו

כדי לשפר עוד יותר את יעילות הפולפינג של סוללת 11.1v ליפו ולשפר את אחידות אצוות הפולפ, כבר בשנת 2010, חברת Samsung SDI מדרום קוריאה שיתפה פעולה עם חברת Asada Iron Works Co., Ltd. מיפן לפיתוח ציוד פולפינג רציף לסוללות ליתיום-יון. המוציא הרציף בעל הברגים הכפולים המשמש לפולפינג רציף של סוללת 11.1v ליפו מורכב בעיקר משני חלקים: מערכת מדידת הזנה (למדידה רציפה ושקילה של אבקה וממס) ומערכת מארחת (מוציא רציף בעל ברגים כפולים, לפיזור וללישה של כל רכיב).

תהליך הפולפינג המסורתי מכניס את כל האבקה לכל רכיבי הנוזל בבת אחת, וניתן לפזר אותה לתערובת אחידה לאחר זמן ארוך של 4 עד 10 שעות. הפולפינג הרציף עם ברגים כפולים מחלק את פולפ סוללת 11.1v lipo המסורתי למספר חלקים קטנים, מפזר אותם ברציפות, ואז מאחד אותם לחבילה שלמה. הפולפינג הרציף עם הברגים הכפולים ברור כעדיף על התהליך המסורתי מבחינת יעילות הפולפינג ואחידות הפולפינג.

עקרון הפעולה של מכונת הברגים הכפולים הוא הוספה רציפה של חומרים פעילים, סוכני מוליכות, דבקים וממסים לתוך מכונת הברגים הצינורית. היחידה המבנית החשובה של מכונת הפולפינג הרציפה עם ברגים כפולים היא תצורת מבנה הברגים הכפולים. הברגים הכפולים מורכבים ממספר אלמנטים להעברת תנועה קדימה ואחורה ומספר אלמנטים לפיזור קדימה ואחורה, וכן מרווחים וצירי תמיכה בין האלמנטים הקדמיים והאחוריים. אין הבדל משמעותי בגודל ובמורפולוגיה של חלקיקים פעילים עבור לוחות הקתודה NCM שהושגו בתהליך הפולפינג המסורתי של סוללת 11.1v lipo ובתהליך הפולפינג הרציף עם ברגים כפולים, ולכן ניתן להשתמש במכונת הפולפינג עם ברגים כפולים לפולפינג יעיל של סוללת 11.1v lipo.

סיכום
שיפור היעילות ושיפור האיכות של תהליך הפולפינג של סוללת 11.1v lipo הם נושאים חשובים בייצור אלקטרודות. נעשה שימוש בערבוב מכני להשגת פירוק גושים של חלקיקים ותהליך מיקרוסקופי חשוב של פיזור אחיד בפולפינג. קשה לקבל תערובת דקה ואחידה בשיטה אחת של פיזור. בדרך כלל, משתמשים במיקסר PD לערבוב מקדים, ובמפזר במהירות גבוהה לפירוק בעוצמה גבוהה, כדי לקבל תערובת סוללת 11.1v lipo עם צמיגות נמוכה, תכולת מוצק גבוהה ויציבות גבוהה. כיום, השימוש הנרחב במכונת פולפינג רציפה עם ברגים כפולים הוא מועט. כשיטה רציפה ויעילה לפולפינג, יש לה טביעת רגל קטנה, זמן פולפינג קצר ופוטנציאל פיתוח עצום.
ובכן, כל התוכן של CNHL שמגיע אליכם היום הוא הנ"ל, אני מקווה שהתוכן שלמעלה מועיל לכם, ניתן לקבל מידע נוסף על ידי לחיצה למטה: lipo battery 3s self-discharge dry goods!