Обеспечение точного смешивания суспензии литий-ионных батарей для создания основы высокоэнергетических аккумуляторов.

Литиевая батарейная суспензия, являющаяся основным сырьем для производства электродов силовых батарей, батарей хранения энергии и высококачественных бытовых батарей, напрямую определяет эффективность зарядки и разрядки, скоростные характеристики, срок службы и пределы безопасности батареи в зависимости от качества ее смешивания. Эта суспензия состоит из активных материалов, нанопроводящих агентов (углеродные нанотрубки, графен и др.), связующих веществ и растворителей и широко используется в ключевых областях, таких как тройные высоконикелевые силовые батареи, литий-железо-фосфатные батареи хранения энергии и бытовые батареи с отрицательным электродом на основе кремния. В настоящее время, по мере развития литиевых батарей в направлении высокой плотности энергии, высокого напряжения и длительного срока службы, требования к равномерности дисперсии, стабильности системы и отсутствию пузырьков в нанопроводящих агентах при смешивании суспензии становятся все более жесткими. Планетарный центробежный смеситель SMIDA, благодаря своим основным технологическим преимуществам, стал ключевым оборудованием для приготовления высококачественной литиевой батарейной суспензии.
Смешивание суспензий для литиевых батарей сопряжено с рядом проблем: во-первых, поверхностная энергия нанопроводящих агентов (таких как углеродные нанотрубки) высока, что легко приводит к образованию агрегатов. Традиционное перемешивание затрудняет полное разрушение агрегатов, что приводит к образованию «пробоин» в проводящей сети электрода и увеличению внутреннего сопротивления батареи; во-вторых, неравномерное смешивание активных веществ, проводящих агентов и связующих может вызывать колебания характеристик электродов, влияя на однородность партий батарей; в-третьих, в процессе приготовления суспензии легко происходит попадание воздуха, и если образовавшиеся мелкие пузырьки не удаляются, это может привести к образованию микропор в последующих образцах электродов и даже представлять угрозу безопасности батареи. Кроме того, вязкость суспензий различных систем (масляная суспензия ПВДФ, суспензия на водной основе SBR/CMC) сильно различается, что предъявляет более высокие требования к адаптивности смесительного оборудования.
Планетарный центробежный смеситель SMIDA решает вышеуказанные проблемы в корне, используя комбинированную структуру движения «вращение + поворот». Оборудование приводится в движение планетарными передачами, которые вращают мешалки с высокой скоростью, одновременно вращаясь вокруг центра перемешивающего цилиндра, образуя мощное поле сдвигового потока и поле центробежной силы, что позволяет эффективно разрушать агрегаты нанопроводящих агентов, способствует равномерному смешиванию активных веществ, проводящих агентов и связующих на молекулярном уровне и обеспечивает равномерное распределение частиц по размерам в суспензии (стабильное значение Span ниже 0,8), закладывая основу для построения плотной и непрерывной проводящей сети электродов. Для решения проблемы образования пузырьков оборудование оснащено высокоточной вакуумной системой, которая может поддерживать стабильную вакуумную среду ≤ -0,09 МПа. Воздух из суспензии удаляется в режиме реального времени на протяжении всего процесса смешивания, что исключает возникновение дефектов в виде микропор поляризатора. Одновременно с этим устройство оснащено интеллектуальным модулем контроля температуры, который позволяет точно регулировать температуру суспензии в оптимальном диапазоне перемешивания 25-40 ℃, адаптируясь к потребностям приготовления суспензий для литиевых батарей различной вязкости и типа.
Будь то крупномасштабное производство на предприятиях по производству силовых батарей или исследования и разработки высокоэффективных суспензий в лабораториях, планетарные центробежные смесители SMIDA гибко адаптируются к различным задачам. Они точно соответствуют разнообразным потребностям, таким как производство трехкомпонентной суспензии положительного электрода с высоким содержанием никеля, суспензии отрицательного электрода на основе кремния и суспензии литий-железо-фосфатных аккумуляторов. Благодаря автоматической настройке параметров (скорость, степень вакуума, температура) значительно повышается эффективность производства и стабильность суспензий, что помогает предприятиям по производству литиевых батарей преодолевать узкие места в производительности и способствует развитию высокотехнологичных областей, таких как электромобили и электростанции с накопителями энергии.