Hilberîn û çêkirina battera lîtium ion pêvajoyek e ku ji nêz ve bi yek gavek teknolojîk ve girêdayî ye. Bi tevahî, hilberîna battera lîtiumê pêvajoya hilberîna elektrodê, pêvajoya berhevkirina batterê û derzîlêdana şilavê ya paşîn, pêşbarkirin, damezrandin û pîrbûnê vedihewîne. Di van sê qonaxên pêvajoyê de, her pêvajo dikare di çend pêvajoyên sereke de were dabeş kirin, her gav dê bandorek mezin li ser performansa paşîn a pîlê bike.

Di qonaxa pêvajoyê de, ew dikare di pênc pêvajoyan de were dabeş kirin: amadekirina paste, pêlêdana paste, pêlkirina roller, birrîn û zuwakirin. Di pêvajoya kombûna batterê de, û li gorî taybetmendî û modelên cihêreng ên batterê, bi giranî li pêlav, şêl, welding û pêvajoyên din têne dabeş kirin. Di qonaxa dawîn a derzîlêdana şilavê de, di nav de derzîlêdana şilavê, derzîlêdanê, vegirtinê, pêşdagirtin, damezrandin, pîrbûn û pêvajoyên din. Pêvajoya hilberîna elektrodê naveroka bingehîn a tevahiya hilberîna battera lîtiumê ye, ku bi performansa elektrokîmyayî ya pîlê ve girêdayî ye, û kalîteya slurry bi taybetî girîng e.

Yek, teoriya bingehîn ya slurry

Slury elektrodê bateriya lîtium-ion celebek şilavê ye, bi gelemperî dikare li şilava Newtonî û şilava ne-Newtonî were dabeş kirin. Di nav wan de, şilava ne-Newtonî dikare li şilava plastîk a dilatans, şilava ne-Newtonî ya bi demê ve, şilava pseudoplastîk û şilava plastîk a bingham ve were dabeş kirin. Avêtina Newtonî şilekek bi vîskozîtî ya kêm e ku di bin stresê de bi hêsanî tê deform kirin û tansiyona qutkirinê bi rêjeya deformasyonê re têkildar e. Şewaka ku tê de tansiyona hejandinê li her xalekê fonksiyonek xêzkirî ya rêjeya deformasyonê ya rijandinê ye. Gelek şikilên di xwezayê de şikilên Newtonî ne. Piraniya şilekên paqij ên wekî av û alkol, rûnê sivik, çareseriyên pêkhateyên molekular ên kêm û gazên bi leza kêm diherikin şilekên Newtonî ne.

Şilava ne-newtonî tê wateya şilava ku zagona ceribandî ya vîskozîteyê ya Newton têr nake, ango têkiliya di navbera tansiyona guheztinê û rêjeya çewisandinê de ne xêz e. Şikilên ne-newtonî bi berfirehî di jiyan, hilberîn û xwezayê de têne dîtin. Çareseriyên konsantrekirî yên polîmer û suspensionên polîmeran bi gelemperî şilavên ne-Newtonî ne. Piraniya şilavên biyolojîkî niha wekî şilavên ne-Newtonî têne pênase kirin. Di nav şilavên ne-newtonî de xwîn, lîmf û şilekên kîstîk û her weha “nîv-herik”ên wek sîtoplazma jî hene.

Slurya elektrodê ji cûrbecûr materyalên xav ên bi giraniya taybetî û mezinahiya perçeyan pêk tê, û di qonaxa hişk-avî de tê tevlihev kirin û belav kirin. Slurya hatî çêkirin şilekek ne-Newtonî ye. Slury batterê ya lîtium dikare li du celebên pozîtîf û negatîf were dabeş kirin, ji ber ku pergala tîrêjê (rûn, av) cûda ye, cewhera wê dê cûda bibe. Lêbelê, pîvanên jêrîn dikarin ji bo destnîşankirina taybetmendiyên slurry bikar bînin:

1. Vîskozîtî ya slurry

Vîskozîtî pîvana vîskozîteya şilekê ye û diyardeya hêza şilekê ya li ser diyardeya wê ya peqandina hundurîn e. Dema şilek diherike, di navbera molekulên xwe de xirecira hundirîn çêdike, ku jê re vîskozîteya şilekê tê gotin. Vîskozîtî bi vîskozîteyê ve tête diyar kirin, ku ji bo taybetmendiya faktora berxwedanê ya ku bi taybetmendiyên şilavê ve girêdayî ye tê bikar anîn. Vîskozîtî li ser vîskozîteya dînamîkî û vîskozîteya şertî tê dabeş kirin.

Vîskozîtî wekî cotek lewheyên paralel, qada A, Dr Apart, bi şilek A dagirtî tê pênase kirin. Naha pêvekek F li ser plakaya jorîn bicîh bikin da ku guheztina leza DU-yê çêbike. Ji ber ku vîskozîteya şilekê vê hêzê qat bi qat vediguhêze, her tebeqek şilek jî li gorî wê tevdigere, pileyek lezê du/ Dr, ku jê re rêjeya hejandinê tê gotin, ku bi R’ tê temsîl kirin pêk tîne. F/A jê re tansiyona hejandinê tê gotin, wekî τ tê xuyakirin. Têkiliya di navbera rêjeya guheztinê û tansiyona birînê de wiha ye:

(F/A) = eta (du/Dr)

Avêtina Newtonî li gorî formula Newtonê tevdigere, vîskozîtî tenê bi germahiyê ve girêdayî ye, ne bi rêjeya birînê, τ bi D re têkildar e.

Şikilên nenewtonî li gorî formula Newton τ/D=f(D) nabin. Vîskozîtî li τ/D-ya diyarkirî ηa ye, ku jê re vîskozîteya xuyayî tê gotin. Vîskozîteya şilekên ne-Newtonî ne tenê bi germahiyê ve girêdayî ye, lê di heman demê de bi rêjeya guheztinê, dem, û ziravbûna guheztinê an jî stûrbûna rijandinê ve girêdayî ye.

2. Taybetmendiyên Slurry

Slurry şilekek ne-Newtonî ye, ku tevliheviyek hişk-avî ye. Ji bo ku hewcedariyên pêvajoya pêvekirina paşîn bicîh bîne, pêdivî ye ku slury sê taybetmendiyên jêrîn hebin:

① lîkîdîtiya baş. Herikbûn dikare bi hejandina slury û hişt ku ew bi xwezayî biherike were dîtin. Berdewamiya baş, domdar û domdar tê wateya şilbûna baş. Herikbûn bi naveroka zexm û vîskozîteya slury ve girêdayî ye,

(2) astîkirin. Zehfbûna şêlûyê bandorê li serhevbûn û hevsengiya pêlê dike.

③ Rheolojî. Rheolojî behsa taybetmendiyên deformasyonê yên di herikê de dike, û taybetmendiyên wê bandorê li kalîteya pelê polê dike.

3. Bingeha belavbûna Slurry

Hilberîna elektrodê ya bataryaya lîtium ion, pasta katodê ji hêla adhesive, kargêrê veguhêz, pêkhateya materyalê katodê; Paste neyînî ji adhesive, toza grafît û hwd pêk tê. Amadekirina şilava erênî û neyînî rêzek pêvajoyên teknolojîk dihewîne, wek tevlihevkirin, hilweşandin û belavkirina di navbera materyalên şil û şil, şil û hişk de, û di vê pêvajoyê de bi guheztina germahiyê, vîskozîteyê û jîngehê re têkildar e. Pêvajoya tevlihevkirin û belavkirina şilava battera lîtium-ionê dikare di pêvajoya tevlihevkirina makro û pêvajoya belavkirina mîkro de were dabeş kirin, ku her gav bi tevahiya pêvajoya amadekirina şilava battera lîtium-ionê re têne dabeş kirin. Amadekirina slurry bi gelemperî di qonaxên jêrîn de derbas dibe:

① Tevlihevkirina toza hişk. Parçeyên di forma xal, xal, balafir û rêzan de bi hev re têkilî daynin,

② Qonaxa hevîrkirina axê ya nîv-zuwa. Di vê qonaxê de, piştî ku toza zuwa bi yekcarî tê tevlihev kirin, şilava girêdanê an jî helwêst tê zêdekirin, û maddeya xav şil û şil dibe. Piştî hejandina xurt a mixer, madde di bin şikestin û şilbûna hêza mekanîkî de ye, û dê di navbera perçeyan de têkçûna hundurîn hebe. Di bin her hêzê de, perçeyên maddeya xav pir têne belav kirin. Vê qonaxê bandorek pir girîng li ser mezinahî û vîskozîtîya şûşeya qediyayî heye.

③ Qonaxa helandin û belavbûnê. Piştî hevîrkirinê, ji bo ku vîskozîtî û naveroka zexm were sererast kirin, halv hêdî hêdî hate zêdekirin. Di vê qonaxê de, belavbûn û kombûn bi hev re dijîn, û di dawiyê de digihîjin aramiyê. Di vê qonaxê de, belavkirina materyalan bi giranî ji hêla hêza mekanîkî, berxwedana kêşanê ya di navbera toz û şilavê de, hêza hejandina belavbûna bilez, û pêwendiya bandorê ya di navbera slurry û dîwarê konteynerê de tê bandor kirin.

Wêne

Analîza parametreyên ku bandorê li taybetmendiyên slurry dikin

Ew nîşanek girîng e ku meriv pêbaweriya pîlê di pêvajoya hilberîna batterê de piştrast bike ku pêdivî ye ku slurry xwedan aramiyek baş be. Bi bidawîbûna şilava hevgirtî re, tevlihevbûn disekine, rûxandin dê rûniştin, flokulasyon û diyardeyên din xuya bike, ku di encamê de perçeyên mezin çêdibin, ku dê bandorek mezintir li ser pêlava paşîn û pêvajoyên din bike. Parametreyên sereke yên îstîqrara slurry şikilî, vîskozîtî, naveroka zexm û dendikê ne.

1. Vîskozîtî ya slurry

Vîskozîteya stabîl û guncan a pasta elektrodê ji bo pêvajoya girtina pelê elektrodê pir girîng e. Vîskozîtî pir zêde an jî pir kêm e ji bo xêzkirina perçeya polar ne guncan e, şilava bi vîskozîteya bilind ne hêsan e ku bibare û belavbûn dê çêtir be, lê vîskozîteya bilind ji bo bandora hevsengiyê ne guncan e, ji bo xêzkirinê re ne guncan e; Vîskozîtîya pir kêm ne baş e, vîskozîtî kêm e, her çend herikîna lûlê baş e, lê hişkkirina wê dijwar e, kêmkirina karîgerîya zuwakirina xêzkirinê, şikestina xêzkirinê, berhevbûna perçeyên slurryê, hevgirtina dendika rûkalê ne baş e.

Pirsgirêka ku pir caran di pêvajoya hilberîna me de çêdibe guheztina vîskozîteyê ye, û “guhertin” li vir dikare di guherîna tavilê û guherîna statîk de were dabeş kirin. Guhertina demguhêz di pêvajoya ceribandina vîskozîteyê de guherîna drastîk vedibêje, û guherîna statîk piştî demek demkî behsa guherîna vîskozîteyê dike. Vîskozîtî ji bilind ber bi nizm, ji bilind ber bi nizm diguhere. Bi gelemperî, faktorên sereke yên ku bandorê li ser vîskozîteya şêlê dikin, leza tevhevkirina şûşê, kontrolkirina demê, rêza pêkhateyan, germahîya hawîrdorê û nermiyê, hwd. Vîskozîteya slurry bi bingehîn ji hêla binder ve tê destnîşankirin. Bifikirin ku bêyî girêdana PVDF/CMC/SBR (WÊN 2, 3), an ger girêk maddeya zindî baş tevnegere, gelo mada zindî ya zexm û kargêrê guhêrbar dê şilekek ne-Newtonî bi cil û bergek yekreng çêbike? Nekin! Ji ber vê yekê, ji bo analîzkirin û çareserkirina sedema guheztina vîskozîteya slurry, divê em ji xwezaya dereceya belavbûna binder û slurry dest pê bikin.

Wêne

KEMAN. 2. Avahiya molecular ya PVDF

Wêne

Wêne 3. Formula molekular a CMC

(1) vîskozîtî zêde dibe

Pergalên cûda yên slurry xwedan rêzikên cûda yên guherîna vîskozîteyê ne. Heya nuha, pergala şînahiya bingehîn pergala rûnê rûnê PVDF / NMP ya pozîtîf e, û pergala negatîf pergala avî grafît / CMC / SBR e.

① Vîskozîteya slurya erênî piştî demekê zêde dibe. Sedemek (cîhkirina demek kurt) ev e ku leza tevhevkirina slury pir zû ye, binder bi tevahî nayê hilweşandin, û toza PVDF piştî demek dem bi tevahî tê hilweşandin, û vîskozîtî zêde dibe. Bi gelemperî, PVDF bi kêmî ve 3 demjimêr hewce dike ku bi tevahî were hilweşandin, her çend leza tevlêdanê nikaribe vê faktora bandorker biguhezîne, ya ku jê re tê gotin “lezgîn berdêl dike”. Sedema duyemîn (dema dirêj) ev e ku di pêvajoya sekinîna slurry de, koloid ji rewşa sol vediguhere rewşa gel. Di vê demê de, heke ew bi lezek hêdî homojen bibe, vîskozîteya wê dikare were vegerandin. Sedema sêyem jî ew e ku di navbera koloid û maddeya zindî û keriyên maddeya gîhandinê de avahiyek taybetî pêk tê. Ev rewş nayê vegerandin, û vîskozîteya slury piştî ku zêde dibe nayê vegerandin.

Vîskozîteya slûra neyînî zêde dibe. Vîskozîteya şûşeya neyînî bi giranî ji ber hilweşandina avahiya molekulê ya binderê ve çêdibe, û vîskozîteya slurryê piştî oksîdasyona şikestina zincîra molekulî zêde dibe. Ger maddeyek pir zêde were belav kirin, dê mezinahiya perçeyê pir kêm bibe, û vîskozîteya slurry jî dê zêde bibe.

(2) vîskozîtî kêm dibe

① Vîskozîteya slûra erênî kêm dibe. Yek ji wan sedeman, guheztina koloida adhesive di karakterê de ye. Gelek sedemên guheztinê hene, wek hêza rijandinê ya xurt di dema veguheztina sluryê de, guheztina kalîte ya vegirtina avê ji hêla binderê ve, guhertina avahî û hilweşîna xwe di pêvajoya tevlihevkirinê de. Sedema duyemîn ev e ku hejandin û belavbûna nehevseng dibe sedema niştecîbûna qadeke mezin a materyalên zexm di nav şêlê de. Sedema sêyem ev e ku di pêvajoya tevlêdanê de, adhesive di bin hêza şirîn û kêşana alav û materyalê zindî de, û di germahiya bilind de taybetmendiyên xwe diguhezîne, û di encamê de vîskozîteyê kêm dibe.

Vîskozîteya slûra neyînî kêm dibe. Yek ji wan sedeman ev e ku di CMC de nepakiyên tevlihev hene. Piraniya nepaqijiyên di CMC de rezbera polîmer a bêçare ne. Dema ku CMC bi kalsiyûm û magnezyûmê re were tevlihev kirin, dê vîskozîteya wê kêm bibe. Sedema duyemîn sodyûm hîdroksîmetîl cellulose ye, ku bi gelemperî tevliheviya C/O ye. Hêza girêdanê pir qels e û bi hêsanî bi hêza birînê tê hilweşandin. Dema ku leza tevlêdanê pir zû be an dema tevlihevkirinê pir dirêj be, dibe ku avahiya CMC hilweşe. CMC di şikilê neyînî de rolek stûrbûn û aramker dilîze, û di belavkirina madeyên xav de rolek girîng dilîze. Dema ku avahiya wê hilweşe, ew ê bê guman bibe sedema niştecîhkirina lûkulê û kêmbûna vîskozîteyê. Sedema sêyem jî hilweşandina bindera SBR e. Di hilberîna rastîn de, CMC û SBR bi gelemperî têne hilbijartin ku bi hev re bixebitin, û rolên wan cûda ne. SBR bi giranî rola binderê dilîze, lê ew di bin tevlihevkirina demdirêj de meyldar e ku demulsification bibe, ku di encamê de têkçûna girêdanê û kêmkirina vîskozîteya slury-ê çêdibe.

(3) Şert û mercên taybetî (ji jelly-şeklê bi wext bilind û nizm)

Di pêvajoya amadekirina pasta erênî de, paste carinan dibe jelê. Du sedemên sereke yên vê yekê hene: yekem, av. Bihesibînin ku di pêvajoya tevlêkirinê de girtina şilbûna maddeyên zindî û kontrolkirina şilbûnê ne baş e, hilgirtina şilbûna madeyên xav an nemiya hawîrdora tevlihevkirinê zêde ye, ku di encamê de av ji hêla PVDF ve di nav jelê de tê kişandin. Ya duyemîn, nirxa pH ya slurry an materyalê. Her ku nirxa pH bilind be, kontrolkirina şilbûnê hişktir e, nemaze tevlihevkirina materyalên nîkel ên bilind ên wekî NCA û NCM811.

Vîskozîteya slurry diguhere, yek ji wan sedeman dibe ku ev be ku di pêvajoya ceribandinê de şil bi tevahî sabît nabe, û vîskozîteya slurry ji germahiyê pir bandor dibe. Nemaze piştî ku bi leza zêde belav dibe, di germahiya hundurîn a slurry de pileyek germahiyê heye, û vîskozîteya nimûneyên cihêreng ne yek e. Sedema duyemîn belavkirina belengaz a şûşê ye, maddeya zindî, binder, kargêrê rêkûpêk belavbûna ne baş e, şilbûn ne şilbûna baş e, vîskozîteya şûşeya xwezayî bilind an kêm e.

2. Mezinahiya slurry

Piştî ku slurry tê hev kirin, pêdivî ye ku pîvana wê ya perçeyê were pîvandin, û rêbaza pîvandina mezinahiya parçikê bi gelemperî rêbaza scraper e. Pîvana parçikê pîvanek girîng e ku ji bo taybetmendiya kalîteya sluryê ye. Mezinahiya parçikê bandorek girîng li ser pêvajoya kişandinê, pêvajoya avêtinê û performansa batterê heye. Ji hêla teorîkî ve, mezinahiya slury piçûktir be, ew çêtir e. Dema ku mezinahiya parçikê pir mezin be, dê aramiya slurry bandor bibe, rijandin, domdariya slury nebaş e. Di pêvajoya xêzkirina derxistinê de, dê maddeya astengker hebe, pola piştî qulikê zuwa bibe, ku di encamê de pirsgirêkên kalîteya polê çêdibe. Di pêvajoya gerandina jêrîn de, ji ber stresa nehevseng a li devera pêlava xirab, hêsan e ku meriv bibe sedema şikestina polê û mîkro-şikestinên herêmî, ku dê zirarek mezin bide performansa bisiklêtê, performansa rêje û ewlehiya pîlê.

Materyalên çalak ên erênî û neyînî, adhesive, ajansên rêveker û materyalên din ên sereke xwedî mezinahî û dendikên perçeyên cihê ne. Di pêvajoya tevlihevkirinê de, dê tevlihevkirin, derxistin, kişandin, kombûn û awayên pêwendiya cûda yên din hebin. Di qonaxên madeyên xav ên ku hêdî hêdî têne tevlihev kirin, ji hêla çareserker ve têne şil kirin, maddeya mezin dişikê û hêdî hêdî ber bi aramiyê ve diçe, dê tevlihevkirina materyalê ya nehevseng, hilweşîna qels a adhesive, kombûna ciddî ya pariyên hûr, guhertinên di taybetmendiyên adhesive û şert û mercên din de hebe, ku dê bibe. dibe sedema çêbûna keriyên mezin.

Dema ku em fêm bikin ka çi dibe sedema xuyabûna keriyan, pêdivî ye ku em van pirsgirêkan bi dermanên guncan çareser bikin. Di derbarê tevlihevkirina toza hişk a materyalan de, ez bi xwe difikirim ku leza mîkserê bandorek hindik li ser asta tevlihevkirina toza hişk e, lê ji wan re têra wext hewce dike ku yekrêziya tevlêkirina toza hişk peyda bike. Naha hin çêker zencîreya toz hildibijêrin û hin jî adhesiveka baş a çareseriya şil hildibijêrin. kombûna di navbera perçeyên hûr de neçar e, lê divê em piştrast bikin ku di navbera materyalan de têra xwe tevliheviyek heye da ku karibe perçeyên aglomerasyonê wekî extruzyon, perçiqandin, tevlihevkirinê xuya bikin. Ev ji me re hewce dike ku em di qonaxên cihêreng ên slurry de naveroka zexm kontrol bikin, naveroka zexm ya pir kêm dê bandorê li belavbûna kêşanê ya di navbera perçeyan de bike.

3. Naveroka hişk ya slurry

Naveroka zexm ya slurry ji nêz ve bi aramiya slurry ve girêdayî ye, heman pêvajo û formula, naveroka zexm ya slurry bilindtir e, viyaskozîtî mezintir e, û berevajî vê. Di navberek diyarkirî de, çi qas vîskozîtî bilindtir be, ew qas îstîqrara slury bilindtir dibe. Dema ku em pîlê sêwiran dikin, em bi gelemperî qalindahiya navika bingehîn ji kapasîteya pîlê heya sêwirana pelê elektrodê derdixin, ji ber vê yekê sêwirana pelê elektrodê tenê bi tîrêjiya rûkê, tîrêjiya maddeya zindî, qalindiyê ve girêdayî ye. û parametreyên din. Parametreyên pelê elektrodê ji hêla pêlav û pêlavê ve têne rêve kirin, û naveroka zexm ya slurry bandorek rasterast li ser wê tune. Ji ber vê yekê, asta naveroka zexm ya slury hindik girîng e?

(1) Naveroka zexm li ser baştirkirina karbidestiya tevhevkirinê û karîgeriya cilê bandorek hindek heye. Naveroka zexm her ku bilindtir be, dema lêdanê kurttir be, mezaxtina helaw kêmtir be, karbidestiya zuwakirina paldankê jî ew qas bilindtir be, dem xilas dike.

(2) Naveroka zexm ji bo alavên hin hewcedariyên xwe hene. Slury bi naveroka zexm a bilind xwedan windahiyek bilindtir e ji alavên, ji ber ku naveroka zexm her ku bilindtir be, cil û bergên alavan girantir e.

(3) Slury bi naveroka zexm a bilind aramtir e. Encamên testa îstîqrarê ya hin slury (wek ku di jimareya jêrîn de tê xuyang kirin) destnîşan dike ku TSI (indeksa bêîstiqrariyê) ya 1.05 di tevhevkirina kevneşopî de ji ya 0.75-ê di pêvajoya tevhevkirina bi vîskozîteya bilind de bilindtir e, ji ber vê yekê îstîqrara sluryê bi vîskozîteya bilind tête peyda kirin. Pêvajoya tevhevkirinê ji ya ku bi pêvajoya tevlêdana kevneşopî tê bidestxistin çêtir e. Lê şilava bi naverokek zexm a bilind dê bandorê li şilavbûna wê jî bike, ku ji bo alav û teknîsyenên pêvajoya pêvekirinê pir dijwar e.

Wêne

(4) Slury bi naveroka zexm a bilind dikare qalindahiya di navbera cil û bergan de kêm bike û berxwedana navxweyî ya pîlê kêm bike.

4. Density Pulp

Zêdebûna mezinbûnê pîvanek girîng e ku hevgirtina mezinahiyê nîşan bide. Bandora belavbûna mezinahiyê dikare bi ceribandina dendika mezinbûnê li cihên cihêreng were verast kirin. Di vê yekê de dê neyê dubare kirin, bi kurteya jorîn, ez bawer dikim ku em pasteyek elektrodek baş amade dikin.