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影響鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動(dòng)。等人對(duì)鋰電池漿料的混合分散技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，提出鋰電池漿料的均勻分散對(duì)提高鋰電池的性能具有很大的影響。目前，常用行星混合設(shè)備對(duì)鋰電池漿料進(jìn)行混合分散，這種宏觀尺度的隨機(jī)性混合分散形式，不僅存在混合不徹底問(wèn)題，而且時(shí)間長(zhǎng)，效率低。這對(duì)于我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)以及動(dòng)力鋰電池的高度均勻一致性要求，是不能滿足的。
 

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。

高剪切分散可有以下兩種方式：

一為上圖所示，在雙行星攪拌預(yù)混后添加高剪切設(shè)備把漿料中顆粒團(tuán)聚進(jìn)行破碎，細(xì)化和對(duì)粒徑分布范圍進(jìn)行收縮，提高漿料的分散性和均一性。部分廠家儲(chǔ)能電池漿料的生產(chǎn)也會(huì)用到膠體磨，相對(duì)于動(dòng)力電池，儲(chǔ)能電池對(duì)漿料的要求相對(duì)較低。

二是用粉液混合機(jī)代替雙行星進(jìn)行漿料的初步混合，如下圖。混合機(jī)的喂料可以通過(guò)在機(jī)器入口處安裝的漏斗來(lái)進(jìn)行一定順序的加入。粉體喂料時(shí)可以完全手動(dòng)，也可以選擇半自動(dòng)或全自動(dòng)操作，同時(shí)也可以選擇輸送機(jī)、氣動(dòng)裝貨設(shè)備或是其他的傳輸設(shè)備。儲(chǔ)料罐中的刮邊攪拌機(jī)一方面是對(duì)固含量不斷提高的漿料進(jìn)行均勻，另一方面可以加速漿料的流動(dòng)，以提高分散效率，節(jié)省循環(huán)的時(shí)間。

鋰電池漿料的特性分析

鋰電池漿料一般由電極活性材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑及分散劑分散均勻而成。漿料體系屬于典型的高粘稠固液兩相懸浮液。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鋰電池漿料中對(duì)電極活性材料的粒徑的要求越來(lái)越高，有向納米級(jí)粒徑方向發(fā)展的趨勢(shì)。而隨著粒徑的越來(lái)越小，在鋰電池漿料的混合分散過(guò)程中，漿料中的電極活性材料很容易形成二級(jí)團(tuán)聚體，從而使鋰電池漿料產(chǎn)生嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象，影響鋰電池的電化學(xué)性能。

高精密超剪切分散設(shè)備

為高精密超剪切分散設(shè)備的定轉(zhuǎn)子外形及工作原理圖。定轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的有限元建模分析，確定其可靠的穩(wěn)定性，同時(shí)結(jié)合考慮了鋰電池漿料分散特性的具體要求。高精密超剪切分散設(shè)備的工作原理為：轉(zhuǎn)子帶動(dòng)葉片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子中心形成很強(qiáng)的負(fù)壓區(qū)，鋰電池漿料從定轉(zhuǎn)子中心被吸入，在離心力的作用下，漿料由中心向四周擴(kuò)散。在向四周擴(kuò)散的過(guò)程中，漿料首先受到葉片的攪拌，并在葉片端面與定子齒圈內(nèi)側(cè)窄小間隙內(nèi)受到剪切，然后進(jìn)入內(nèi)圈轉(zhuǎn)齒與定齒的窄小間隙內(nèi)，在機(jī)械力和流體力學(xué)效應(yīng)的作用下，產(chǎn)生很大的剪切、摩擦、撞擊作用而使?jié){料中顆粒破碎、團(tuán)聚解聚。隨著轉(zhuǎn)齒的線速度由內(nèi)圈向外圈逐漸增高，鋰電池漿料在向外圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到越來(lái)越強(qiáng)烈的剪切、摩擦、沖擊和碰撞等作用而被分散的越來(lái)越細(xì)，從而達(dá)到混合分散的目的。同時(shí)，在轉(zhuǎn)子中心負(fù)壓區(qū)，漿料內(nèi)會(huì)出現(xiàn)大量的氣泡瞬時(shí)產(chǎn)生和破滅形成空穴現(xiàn)象，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波和射流作用，使?jié){料團(tuán)聚體解聚并分散，有利于形成均一穩(wěn)定的鋰電池漿料，從而提高鋰電池電化學(xué)性能。

 依肯高剪切設(shè)備具有的獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)

高剪切分散乳化設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下 4個(gè)方面——

1，同直徑轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相較其它廠家2900轉(zhuǎn)左右高出約三倍：

      立式分體式結(jié)構(gòu)，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，不易造成軸的偏心，容易更換，而且只要更換相應(yīng)的皮帶，一般的人員可以操作。立式分體結(jié)構(gòu)，通過(guò)皮帶傳動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)加速，加速比為3：1，以ERS2000-4為例正常50HZ頻率下轉(zhuǎn)速為7890RPM,外加變頻可達(dá)13789RPM。。ERS2000/4轉(zhuǎn)子的直徑為55mm。

由此可得線速度

V₁= 3.14X0.055X7890/60 =23 M/S

V₂=3.14X0.055X13789/60=40 M/S

2，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)更精密并有獨(dú)特設(shè)計(jì),使之剪切作用力更大，剪切效果更好。

   IKN定轉(zhuǎn)子的間距可做到0.2-0.3mm，齒縫間距1mm.

  剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對(duì)速率。

– 剪切速率F (s-1) = v 速率 (m/s)/g 定-轉(zhuǎn)子間距 (m)

   由上可知，剪切速率取決于以下因素：

– 轉(zhuǎn)子的線速度

– 轉(zhuǎn)子-定子間距

   結(jié)合1，2中的數(shù)據(jù)可得:

   F₁=（23/0.25）X1000=92000 S^-1

  F₂=（40/0.25）X1000=160000 S^-1  

   _{普通轉(zhuǎn)速為3000RPM的機(jī)型大約在 14293-21544 S}^-1

3，德國(guó)進(jìn)口雙端面機(jī)械密封擁有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和特殊材質(zhì)保證高速運(yùn)轉(zhuǎn)和長(zhǎng)使用壽命

滿足以下條件使得機(jī)械密封的使用壽命更長(zhǎng):

- 可允許的壓力比率

- 充份的冷卻和濕度

- 材料的合適搭配.

ikn密封件為雙端面集裝式密封，耐壓性好，超高轉(zhuǎn)速下?lián)碛袃?yōu)異的密封表現(xiàn)。配有壓力平衡罐，充入適當(dāng)壓力可保證機(jī)封上下端面受力平衡，同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可通過(guò)自身偏心結(jié)構(gòu)的帶來(lái)的泵環(huán)效應(yīng)和熱虹吸效應(yīng)實(shí)現(xiàn)冷卻水的自動(dòng)循環(huán)。該循環(huán)系統(tǒng)為獨(dú)立系統(tǒng)，與外界無(wú)接觸，平衡罐內(nèi)冷卻液可選純化水或合適的溶劑，有效避免普通自來(lái)水冷卻壓力不穩(wěn)和含有少量顆粒雜質(zhì)對(duì)機(jī)封帶來(lái)的損壞。

4，中試型乳化分散機(jī)與大型工業(yè)管線式量產(chǎn)機(jī)型配置基本相同。

各種工作頭的種類及相應(yīng)線速度相同，中試過(guò)程中的工藝參數(shù)在工業(yè)化后之后不用重新調(diào)整，從而將機(jī)器型號(hào)升級(jí)到工業(yè)化的過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)降到*低。

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