Methoden und Vor- und Nachteile von nassen und trockenen Pulsprozessen für Lithiumbatterien

Die Vorbereitung der Elektrodenschlämmung und die Überbeschichtung von Pole Stück sind zweifellos der grundlegendste und kritischste Prozess der Elektrodenherstellung, und die Art der Elektrodenschließung beeinflusst direkt die Effizienz und Qualität der Beschichtung.

Bei der Herstellung von Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie , Elektrodenherstellung, Zellbaugruppe und Verpackung sowie der Vorladung und Aktivierung der Batterie sind die drei Hauptarbeitsphasen, dh der vorherige Prozess, der mittlere Prozess und der letztere Prozess in der Population der Lithiumbatterien . Die Elektrodenherstellung ist das Fleisch der Lithiumbatterieproduktion, der Zellbaugruppe und der Verpackung besteht darin, das Skelett der LIFEPO4-Batterie zu formen . Die in Aktivierung vorgeladene Lithiumbatterie ist die Seele der Seele. von Lithium -Ionen -Batterie China spielt eine wichtige Rolle. Einer dieser Faktoren wie Rohstoffe, Batteriedesign, Herstellungsgeräte und -prozesse, Umwelt usw., leichte Defekte können zu einer schlechten Leistung von Lithium -Eisen -Phosphat -Batterieprodukten führen .

In der Herstellungsprozessstufe der Pole Piece kann es in fünf Prozesse unterteilt werden: Aufschlämmungsvorbereitung, Gräuelbeschichtung, Pole -Rolling, Pole Piece Schneiden und Pole -Trocknen. Natürlich wird jeder Unternehmen Hersteller nach den verschiedenen Herstellungsprozessen einen Teil der Prozessreihenfolge ändern oder löschen. Die Vorbereitung der Elektrodenschlämmung und die Überbeschichtung von Pole Stück sind zweifellos der grundlegendste und kritischste Prozess der Elektrodenherstellung, und die Art der Elektrodenschließung beeinflusst direkt die Effizienz und Qualität der Beschichtung.

Die Lithiumbatteriepaste ist in positive und negative Elektrodenpasten unterteilt. Die aktiven Materialien, leitfähigen Mittel, Bindemittel, Lösungsmittel usw., die in den beiden Pasten verwendet werden, variieren mit dem Batteriesystem. Die Herstellung von positiven und negativen Elektrodenschlämmen umfasst eine Reihe von Prozessen wie Flüssigkeit zu Flüssigkeit, Flüssigkeit bis festem Materialmischung, Auflösung und Dispersion, und in diesem Prozess werden Temperaturveränderungen, Viskosität und Umgebung begleitet. Unabhängig davon, ob das Wassersystem oder das Ölsystem verwendet wird, ist der von Lithium -Batterie -Herstellern verwendete aktuelle Rührprozess hauptsächlich in zwei Arten von Nassprozess und Trockenprozess unterteilt. Analysieren wir die beiden Rührprozesse:

1. Nasspullenprozess

Der Unterschied zwischen nassem Zell- und Trockenpulklingprozessen spiegelt sich hauptsächlich im Unterschied des Feststoffgehalts des Zellstoffs in verschiedenen Stadien wider. Der nasses Auflagenprozess ist durch einen geringen Feststoffgehalt im fertigen Fruchtfleisch gekennzeichnet, während das trockene Pulping genau das Gegenteil ist. Der Hauptprozess des Nasszellens besteht darin, die Bindemittel, das leitende Mittel und andere Materialien zu mischen und zu rühren, dann das aktive Material hinzuzufügen, um vollständig umzurühren und sich zu zerstreuen, und schließlich eine geeignete Menge Lösungsmittel hinzuzufügen, um die Viskosität für die Beschichtung anzupassen. Der Zustand des Bindemittels ist hauptsächlich pulverisiert und kolloidal. Einige Unternehmen werden den Kleber zuerst verwenden, was für die Rolle des Ordners geeignet ist, und einige Unternehmen verwenden den Pulver -Bindemittel direkt. Die Auswahl des Bindemittelszustands der positiven und negativen Elektroden hängt ebenfalls von der Situation ab. Beispielsweise wird für die häufig verwendete positive Elektrodenbindemittel PVDF nicht empfohlen, Pulver direkt für höhere Molekulargewichte zu verwenden. Stattdessen sollte es zu einem Klebstoff verarbeitet und dann schlürfen. . Material vorbereitung. Die Auflösung von PVDF dauert mindestens 2-3 Stunden bei Raumtemperatur und Druck, um sich vollständig aufzulösen. Andernfalls schwankt die Viskosität der Aufschlämmung stark, was auch die Veränderung der Oberflächendichte der Beschichtung stark beeinflusst.

Der Nasspulklingprozess wird bei den Herstellern von Lithiumbatterien inländischen Lithiumbatterien häufig eingesetzt. Beim Feuchtemischungsprozess wird der Doppelplanetary Vacuum -Mixer im Allgemeinen als Mainstream -Lithium -Batterie -Mischungsausrüstung ausgewählt. Die Merkmale des Nasspulsprozesses sind, dass der leitende Klebstoff, der einheitlich verteilt wird, zuerst hergestellt wird und dann das aktive Material und der leitende Klebstoff gemischt und dispergiert werden. Der Prozess dauert weniger Zeit, der Prozess ist einfacher, die Aufschlämmung hat eine gute Fluidität und weniger Blasen. Die geringere Mischzeit fördert die Verbesserung der Produktionseffizienz. Der Prozess hat eine starke Anpassungsfähigkeit und kann auch dann akzeptiert werden, wenn ein kleiner Unterschied in der Lebensqualität und leitenden Agenten ein kleiner Unterschied besteht. Die vorbereitete Aufschlämmung wirkt sich nicht auf den vorhandenen Beschichtungsprozess und die Qualität des Polstücks aus. Darüber hinaus ist die für die Evakuierung der Aufschlämmung erforderliche Zeit kurz. Das Problem mit dem Nassstragungsprozess ist jedoch, dass es aufgrund der großen Oberfläche des leitenden Mittel leicht das Lösungsmittel absorbiert wird, was zu einer schlechten Fluidität des Lösungsmittels führt. Nach dem Hinzufügen des aktiven Materials ist es schwierig, einen einheitlich dispergierten Zustand zu erreichen. Unter dem gleichen festen Gehalt ist die Viskosität der Aufschlämmung höher als die des Trockenpulsprozesses.

2. Trockenpullenprozess

Der Prozess des trockenen Auflagens besteht darin, Pulvermaterialien wie lebende Materialien und leitfähige Mittel mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorzubeugen. Fügen Sie nach dem Mischen den Bindemittel hinzu, mischen Sie und rühren Sie das Lösungsmittel zum Mischen und Verbreiten allmählich und fügen Sie schließlich eine bestimmte Menge Lösungsmittel für die Verdünnung hinzu, um die für die Beschichtung erforderliche Viskosität anzupassen. Beim Trockenpullenprozess kann der Misch- und Dispersionsprozess der Lithium -Ionen -Batterieaufschlämmung in einen Makro -Mischprozess und einen Mikrodispersionsprozess unterteilt werden. Diese beiden Prozesse werden immer von dem gesamten Prozess der Vorbereitung der Lithium -Ionen -Batterie -Aufschlämmung begleitet. Der Trockenpulsvorgang kann visuell durch das folgende Diagramm dargestellt werden (Bilder stammen aus dem Internet):

① Trockenpulver mischen. In der Mischstufe der trockenen Pulver stehen die Materialpartikel in Form von Punkten, Punkten, Gesichtern und Linien miteinander in Kontakt, und die Kontaktform ist je nach Art des Materials unterschiedlich. In diesem Stadium ist die innere Porosität des Materials hoch und die Reibung der Pulveroberfläche ist gering, und der gemischte Kontakt der meisten Materialien kann in kurzer Zeit erreicht werden.

②Material Benetzung und Mischung. In dieser Phase wird nach dem trockenen Pulver gleichmäßig das Bindemittelflüssigkeit oder das Bindemittel -Lösungsmittel zugegeben und die Rohstoffe werden benetzt und in einen schlammigen Zustand verarbeitet. Nach dem starken Rühren des Mischers wird das Material durch mechanische Kraft geschert und gerieben, und gleichzeitig wird zwischen den Partikeln eine interne Reibung kommen. Unter jeder Kraft sind die Rohstoffpartikel in der Regel stark verteilt. Diese Phase hat einen entscheidenden Einfluss auf die Partikelgröße und Viskosität der fertigen Aufschlämmung.

③Dilution und Dispersionsstufe. Nach Abschluss der zweiten Stufe fügen Sie langsam ein Lösungsmittel hinzu, um die Viskosität und den festen Gehalt der Aufschlämmung für die weitere Dispersion anzupassen. In diesem Stadium koexistieren Dispersion und Agglomeration und erreichen schließlich die Stabilität, und die Aufschlämmung bildet einen stabilen Suspensionszustand. In diesem Stadium wird die Dispersion von Materialien hauptsächlich durch mechanische Kraft, Reibungsbeständigkeit zwischen Pulver und flüssiger, Hochgeschwindigkeitsdispersionsscherkraft und Auswirkungen der Wechselwirkung zwischen Aufschlämmung und Behälterwand beeinflusst.

Der Unterschied zwischen dem Trockenpulsprozess und dem Nassprozess besteht darin, dass zwischen den Materialien in der zweiten Stufe und der Ausrüstung und der Materialien eine große innere Reibung besteht. Unter allen Kräften können die Materialien einen guten Dispersionszustand erreichen. Der hohe Grad an Dispersion der Aufschlämmung ist für die Qualität des Polstücks von Vorteil. Bei dem gleichen festen Gehalt ist die Viskosität der durch das Trockenmethode erstellten Aufschlämmung niedriger. Je niedriger die Viskosität der Aufschlämmung, desto kürzer ist die Zeit, um die Stabilität aufrechtzuerhalten, und desto einfacher ist die Delaminierung. Während des Beschichtungsprozesses kann sich die Aufschlämmung leicht in den Ecken niederlassen, wodurch die Siedlung zu Schwankungen der Beschichtungsgenauigkeit führt. Zweitens ist der optimale Zustand der Materialien im Trockenpulsprozess schwieriger zu kontrollieren. Mit den Änderungen der Rohstoffpartikelgröße, des pH-Werts, der spezifischen Oberfläche und anderer Faktoren ändert sich der feste Gehalt im optimalen Zustand und die Prozessanpassung muss erneut angepasst werden Stücke.

Oben werden die Methoden und Vor- und Nachteile des Nasspulsprozesses und des Trockenpulsprozesses zusammengefasst. Der sogenannte Herrscher hat einige Vor- und Nachteile. Beide Prozesse haben ihre eigenen Eigenschaften. Wenn die Qualität des Stangenstücks und der Aufschlämmung nicht lange nicht gespeichert wird, kann ein trockenes Pulsprozess mit einer besseren Dispersion verwendet werden. Wenn Sie die Konsistenz der Qualität der Polstücke sicherstellen und den Effizienz und den Produktionskosten mehr Aufmerksamkeit schenken möchten, können Sie den Nasspulsprozess verwenden. Der Schlüssel besteht darin, den Prozess in der kontinuierlichen Praxis zu verbessern, um die Qualitätsanforderungen für Lithium -Batteriepaste zu erfüllen und zu übertreffen.