Processo de trituração de bateria lipo 11.1v: tipos e características do equipamento de trituração

Este artigo irá descrever brevemente a aplicação de diferentes dispersores hidrodinâmicos de cisalhamento na polpagem de bateria lipo 11.1v, e resumir as suas características de equipamento e características de processo. Parceiros interessados podem querer dedicar alguns minutos para visitar a CNHL.

1. Misturador planetário duplo para polpagem de bateria lipo 11.1v

Atualmente, o equipamento de homogeneização principal usado pelos fabricantes de bateria lipo 11.1v é na sua maioria misturadores planetários duplos, também chamados de misturadores PD. A parte de agitação de baixa velocidade do misturador planetário duplo é composta por duas pás de agitação em estrutura dobrada.

O acionamento por engrenagem planetária é usado para fazer a pá de agitação rodar enquanto gira, para que o material possa mover-se para cima, para baixo e em redor, alcançando o efeito ideal de mistura em pouco tempo. O componente dispersor de alta velocidade é um disco dispersor dentado, que gira juntamente com o suporte planetário e roda em alta velocidade, fazendo com que o material da bateria lipo 11.1v seja submetido a forte cisalhamento e dispersão.

O misturador PD pode misturar eficazmente uma grande quantidade de sólidos e uma pequena quantidade de líquido. Através do movimento planetário das duas pás de agitação em estrutura dobrada, pode alcançar um forte efeito de amassamento sem pontos mortos, e desempenhar um papel no impacto e efeito de cisalhamento do disco dispersor de alta velocidade. Para um bom efeito de dispersão da pasta da bateria lipo 11.1v. O misturador PD tem melhor uniformidade de dispersão.

Os principais problemas do misturador planetário duplo usado no processo de polpagem da bateria lipo 11.1v são:
O volume do equipamento e a altura do equipamento têm requisitos elevados para a oficina, e a área total é grande;
O efeito do volume da pasta da bateria lipo 11.1v no seu efeito de agitação, o volume efetivo do misturador base é pequeno;
O tempo de agitação é longo e a eficiência de dispersão da pasta da bateria lipo 11.1v é baixa;
Usando alimentação intermitente, a consistência entre lotes é pobre;
É difícil controlar a temperatura, a humidade e o pó do ambiente de produção.
A pesquisa atual sobre o misturador planetário duplo inclui o design estrutural da pá de agitação e do disco dispersor, bem como a simulação do campo de fluxo durante o processo de mistura planetária dupla.

2. Máquina de dispersão por cisalhamento de alta velocidade para polpagem de bateria lipo 11.1v

Com a melhoria contínua da capacidade de produção da bateria lipo 11.1v e a urgente procura do mercado por baterias lipo 11.1v de alto desempenho, é difícil satisfazer os requisitos usando apenas o misturador planetário duplo, o que limita a produção em grande escala da bateria lipo 11.1v.
Em 2007, a PRIMIX do Japão anunciou o desenvolvimento de um dispositivo de produção contínua processável de pasta de eletrodo para bateria lipo 11.1v - um dispersor de cisalhamento de alta velocidade.

O princípio de dispersão do TK.FILMICS é o "método de filme fino de alta velocidade". O rotor de alta velocidade lança a pasta na parede do cilindro do estator, e a diferença de velocidade entre a pasta em fluxo rápido e a parede estacionária do cilindro gera uma forte força de cisalhamento para dispersar a pasta. O fluxo laminar, o fluxo turbulento e o efeito de corrente de redemoinho da pasta da bateria lipo 11.1v fazem com que as partículas na pasta da bateria lipo 11.1v produzam cisalhamento por colisão para dispersar a pasta da bateria lipo 11.1v.

TK.FILMICS não consegue completar a preparação da pasta da bateria lipo 11.1v numa única máquina, necessita primeiro de um misturador PD para pré-mistura. Comparado com o equipamento tradicional de agitação e dispersão planetária dupla, o equipamento de dispersão de pasta da bateria lipo 11.1v por cisalhamento de alta velocidade tem as seguintes características:
(1) Mistura e dispersa materiais com base no princípio de cisalhamento, o efeito é notável e o consumo de energia é baixo;
(2) O equipamento é de tamanho pequeno, ocupa menos área, e é flexível e simples na operação de produção;
(3) Tem capacidade de autocebamento e limpeza automática, e o equipamento é fácil de manter;
(4) O número de camadas do estator rotativo pode ser aumentado conforme as necessidades de produção, para que o material possa ser atuado várias vezes durante o processo de dispersão, reforçando assim o efeito de dispersão;
(5) O equipamento tem alta força de dispersão, e a pasta da bateria lipo 11.1v apresenta boa uniformidade de dispersão e tamanho de partículas pequeno.

Foi comparada e analisada a distribuição de tensão e a eficiência de polpação do misturador planetário duplo tradicional e do dispersor de cisalhamento de alta velocidade. Quando o dispersor de cisalhamento de alta velocidade estava a funcionar, a tensão interna era elevada e a distribuição uniforme. Ao mesmo tempo, a dispersão de alta velocidade melhorou significativamente a eficiência de polpação da bateria lipo 11.1v.

3. Extrusor contínuo de parafuso duplo para polpação da bateria lipo 11.1v

Para melhorar ainda mais a eficiência da polpação da bateria lipo 11.1v e a uniformidade dos lotes de polpa, já em 2010, a Samsung SDI da Coreia do Sul cooperou com a Asada Iron Works Co., Ltd. do Japão para desenvolver equipamento contínuo de polpação para baterias de iões de lítio. O extrusor contínuo de parafuso duplo usado para a polpação contínua da bateria lipo 11.1v é composto principalmente por duas partes: sistema de dosagem de alimentação (para dosagem e pesagem contínuas do pó e solvente) e sistema principal (extrusor contínuo de parafuso duplo, para dispersão e amassamento de cada componente).

O processo tradicional de polpação coloca todo o pó em todos os componentes líquidos de uma só vez, e pode ser disperso numa pasta uniforme após um longo tempo de 4 a 10 horas. A polpação contínua de parafuso duplo consiste em dividir o lote tradicional de polpa da bateria lipo 11.1v em várias partes pequenas, dispersá-las continuamente e depois agregá-las num lote completo. A polpação contínua por extrusão de parafuso duplo é claramente superior ao processo tradicional em termos de eficiência e uniformidade da polpação.

O princípio de funcionamento do extrusor de parafuso duplo é adicionar continuamente substâncias ativas, agentes condutores, ligantes e solventes no extrusor tubular. A unidade estrutural importante do polpador de extrusão contínua de parafuso duplo é a configuração da estrutura de parafuso duplo. O parafuso duplo é composto por múltiplos elementos de transmissão para frente e para trás e múltiplos elementos de dispersão para frente e para trás, bem como espaçadores e eixos de suporte entre os elementos para frente e para trás. Não há diferença significativa no tamanho e morfologia das partículas ativas para as folhas de cátodo NCM obtidas pelo processo tradicional de polpação da bateria lipo 11.1v e pelo processo contínuo de polpação de parafuso duplo, portanto a máquina de polpação de parafuso duplo pode ser usada para polpação de alta eficiência da bateria lipo 11.1v.

Resumo
A melhoria da eficiência e da qualidade do processo de polpação da bateria lipo 11.1v são tópicos importantes na fabricação de eletrodos. A agitação mecânica é usada para conseguir a desaglomeração dos aglomerados de partículas e o importante processo microscópico de polpação uniformemente dispersa. É difícil obter uma pasta fina e uniforme por um único método de dispersão. Normalmente, utiliza-se um misturador PD para pré-mistura e um dispersor de alta velocidade para despolimerização de alta intensidade, de modo a obter uma pasta de bateria lipo 11.1v com baixa viscosidade, alto teor sólido e alta estabilidade. Atualmente, a aplicação em grande escala da máquina de polpação contínua de parafuso duplo é menor. Como método contínuo e eficiente de polpação, tem uma pequena área ocupada, um tempo de polpação curto e um enorme potencial de desenvolvimento.
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