Märkäelektrodin valmistusprosessi
Katodielektrodilietteen valmistuslaitteistona käytettiin kaksoisplaneettasekoitinta. Valmistele ensin polyvinylideenifluoridiliima (PVDF). Kaada ensin tietty määrä liuotinta NMP:tä (N-metyylipyrrolidonia) tavallisella sekoitussäiliöllä, lisää sideaine PVDF-jauhe suunnitellun kiintoainepitoisuuden mukaan ja sekoita 4-6 tuntia PVDF-liiman saamiseksi. PVDF-liima on väritön ja läpinäkyvä neste, jolla on tietty viskositeetti, ja sen kiintoainepitoisuutta voidaan säätää 5-10 prosentin välillä tarpeen mukaan. Valmistettu liimaliuos on yleensä imuroitava ja jätettävä seisomaan yli 12 tuntia sekoitusprosessin aikana syntyneiden kuplien poistamiseksi. Sitten tietty määrä toimitetaan lietteenvalmistussekoittimeen annostelupumpun kautta suljetun putkiston kautta. Lisää sähköä johtavaa ainetta SP ja käynnistä sekoitin pyörimään ja pyörimään samanaikaisesti. Pyörimisnopeudeksi on asetettu (25±5) r/min, autorotaationopeudeksi (500±50) r/min ja NMP-suihkutusta avustaa, jotta erittäin kevyt SP voidaan sekoittaa kokonaan PVDF-liimaan. Sekoitusaika on 1 h.
Toiseksi lisää katodielektrodin aktiivinen materiaali. Sen varmistamiseksi, että päämateriaali ja liima voidaan hajottaa tehokkaasti ja täysin, se lisätään yleensä vaiheittain, eli 50 prosenttia päämateriaalista (kuten NCM tai LFP jne.) lisätään ensin. Aseta (30±5) r/min kierrosluku ja (300±50) r/min pyörimisnopeus, sekoita 5 minuuttia ja lisää sitten loput 50 prosenttia päämateriaalista, jotta NMP-ruiskutus onnistuu kunnolla. Jatka sekoittamista yllä olevilla parametreilla yli 1,5 tuntia. Kaavi siipiä prosessin aikana tarpeen mukaan estääksesi siipiin kiinnittyneen jauheen tunkeutumisen kokonaan kiinteän ja nesteen välisen rajapinnan suuren kostutuskulman vuoksi.
Lopuksi ruiskuta kaikki jäljellä oleva NMP-liuotin sekoittimeen, lisää sekoitusnopeutta, pyörimisnopeus on (35±5) r/min ja pyörimisnopeus (800±50) r/min. Kun on sekoitettu 10-30 minuuttia, nosta kierrosnopeus arvoon (1300±50) r/min ja sekoita 1,5 tuntia lietteen valmistuksen loppuunsaattamiseksi. Valmistettu liete on siirrettävä siirtosäiliöön tyhjiövaahdonestokäsittelyä varten ennen käyttöä.
Puolikuivan elektrodin valmistusprosessi
Puolikuivaa prosessia kutsutaan myös "vaivausprosessiksi", ja kaksoisplaneettasekoitinta käytetään lietteen valmistuslaitteistona. Vaivaaminen tarkoittaa mekaanista sekoitusprosessia viskoosien ja muovisten materiaalien tasaiseksi sekoittamiseksi, mukaan lukien kaksi materiaalin dispergointi- ja sekoitusprosessia. Tämä prosessi on sama kuin märkämenetelmä, ja sen on myös valmistettava ensin PVDF-liima, ja liiman valmistusmenetelmä on sama. Suurin ero on lietteen valmistusprosessi.
Lisää ensin kaikki katodielektrodin päämateriaalit (kuten NCM tai LFP jne.) ja johtava aine SP kaksoisplaneettasekoittimeen, käynnistä laite vain kierrosta varten, aseta nopeus arvoon (25±5) r/min ja sekoita jauhetta 30 minuuttia.
Toiseksi, päämateriaalin kostutusvaikutuksen mukaan vastaava vaivauskiintoainepitoisuus suunnitellaan ja sitä säädetään 68-72 prosenttiin. Lisää suunnitellun vaivauskiintoainepitoisuuden mukaan tietty määrä PVDF-liimaa ja sopiva määrä liuotinta. Laitteen kapasiteetti huomioiden ja laitteiston vaurioitumisen estämiseksi suuren kuormituksen aiheuttaman käytön vuoksi, voi olla tarkoituksenmukaista tehdä yksivaiheinen esivaivaus, eli kääntää kiertolapa taaksepäin, pyörimisnopeus on (10±2) r/min ja aika on 15 min. Kun laite on sopeutunut jauheen ja liiman sekoitustilaan säiliössä, siirry tämän prosessin kriittisimpään vaiheeseen – vaivaamiseen, aseta kierrosnopeudeksi (25±5) r/min ja vaivausajaksi 1 tunti. Tällä hetkellä liete on tahnamainen korkeaviskositeettinen ei-virtaava tila. Lisää sitten jäljellä oleva liima ja sopiva määrä NMP-liuotinta, käynnistä sekoitin dispergoitumaan, aseta pyörimisnopeus (1200±50) rpm, pidä kierrosluku ennallaan ja sekoita 1 h.
Lopuksi lisää lietteen kaavan mukaan suunnitellun kiintoainepitoisuuden mukaan jäljellä oleva NMP-liuotin, lisää dispergointinopeutta edelleen arvoon (1350±50) r/min, pidä kierrosnopeus vakiona ja jatka sekoittamista 1 tunnin ajan lietteen valmistuksen loppuunsaattamiseksi. Siirrä liete siirtosäiliöön tyhjiövaahdonestokäsittelyä varten, ja tyhjiöaste ei ylitä -85 kPa.
Kuivaelektrodin valmistusprosessi
Verrattuna märkään elektrodiin tai puolikuivaan elektrodiin tämä menetelmä yksinkertaistaa entisestään massanvalmistusprosessia ja lyhentää edelleen prosessiaikaa. Kuivaelektrodi jättää pois liiman valmistusprosessin ja käyttää puhdasta kuivasekoitusta ja esisekoitusta jauheen sekoittamiseen ennen massaa. Se käyttää myös kaksoisplaneettasekoitinta massanvalmistuslaitteena.
Lisää ensin 50 prosenttia katodielektrodin päämateriaalista (kuten NCM tai LFP jne.), johtavaa ainetta SP, sideainetta PVDF:ää ja 50 prosenttia katodielektrodin päämateriaalista sekoittimeen peräkkäin. Pidä pyörimisnopeus (5±1) r/min syöttöprosessin aikana. Kun syöttö on päättynyt, aloita kuivasekoituksen esisekoitus, aseta kierrosnopeus pyörimään vastakkaisella nopeudella (7±1) r/min ja pysäytä pyörimisdispersio väliaikaisesti. 5 minuutin kuluttua vaihda normaaliin kuivasekoitukseen, aseta kierrosnopeus (13±1) r/min, pyörimisnopeus (400±2) r/min ja sekoita 0,5 tuntia. On tarpeen varmistaa, että kuivasekoitus voi sekoittaa katodielektrodin päämateriaalin, johtavan aineen SP ja sideaineen PVDF-jauheen täysin, jotta vältetään kyvyttömyys saada lopullista stabiilia lietettä liuotinlisäyksen jälkeen seuraavassa vaiheessa.
Toiseksi, ruiskuta tasaisesti dispergoitu jauhe NMP-liuottimella, lisää NMP-liuotin ensimmäisessä vaiheessa, suunnittele sopiva kiintoainepitoisuus laitteen kapasiteetin mukaan ja viittaa puolikuivan vaivausvaiheen vaikutukseen ja säädä se yleensä noin 70 prosenttiin. Jauheen sisääntulon kostutusvaihe perustuu pääosin kierrossekoitukseen, ja kierrosnopeudeksi asetetaan (15±5) r/min, jota täydennetään (150±2) r/min pyörityksellä, sekoittaen 1,5 tuntia. Tällä hetkellä liete on paksussa nestemäisessä tilassa ja korkea viskositeetti. Lisää jäljellä oleva NMP-liuotin, laimenna ja sekoita 10-15 minuuttia. Pyörimisnopeus pysyy ennallaan ja pyörimisnopeus kasvaa arvoon (500±5) r/min. Tarvittaessa voidaan lisätä johtavia liiman hiilinanoputkia (CNT) ennen NMP-ruiskutusta tässä vaiheessa.
Siirry lopuksi nopeaan dispersion viskositeetin vähennysvaiheeseen. Pidä kierrosluku (15±5) r/min ennallaan ja nosta pyörimisnopeus arvoon (1200±50) r/min. Kun on sekoitettu 2 tuntia, alenna nopeutta ja sekoita hitaasti (kierrosnopeus (10±1) r/min, pyörimisnopeus (200±5) r/min) jäähtyäksesi ja lietteen valmistuksen loppuun saattamiseksi.
Liuottimen tunkeutumiselektrodin valmistusprosessi
Integroimalla kuiva- ja märkäprosessit, liete valmistetaan "märkäprosessilla ilman liimaa". Tarkastellaanpa sitä prosessin yksinkertaistamisen tai prosessiajan näkökulmasta, sillä on ilmeisiä etuja. On tärkeää ottaa huomioon lopullisen lietteen stabiilisuus.
Ensinnäkin tietty määrä NMP-liuotinta, 50 prosenttia katodielektrodin päämateriaalista (kuten NCM tai LFP), johtava aine SP ja 50 prosenttia katodielektrodin päämateriaalista lisätään peräkkäin kaksoisplaneettasekoittimeen 70 prosentin kiintoainepitoisuuden mukaan. Lisää tarvittaessa johtavaa liimaa CNT:tä. Syöttöprosessin aikana kierrosnopeus pidettiin (5±2) r/min. Syötön päätyttyä kierrosnopeutta nostettiin asteittain arvoon (15±2) r/min ja esisekoitettiin 5 minuuttia.
Toiseksi, siirry suoraan nopeaan dispersiovaiheeseen, kierrosnopeus on (25±5) r/min, dispersionopeus (1350±50) r/min, sekoita 1,5 tuntia ja pidä tyhjiöaste enintään -80 kPa.
Lisää lopuksi PVDF-jauhe, suihkuta ja lisää jäljellä oleva NMP-liuotin ja lisää tarvittaessa johtavaa liimaa CNT:tä. Pidä kierrosnopeus vakiona ja käytä ensin pyörimisnopeutta 900 r/min sekoittaaksesi 5-10 min. Kun olet valmis, siirry nopean dispergoinnin toiseen vaiheeseen, nosta pyörimisnopeus arvoon (1350±50) r/min ja viimeistele lietteen valmistus 2 tunnin dispergoinnin jälkeen.
