Il metodo di preparazione del liquame del catodo della batteria

Processo di preparazione dell'elettrodo umido

Un doppio miscelatore planetario è stato utilizzato come elettrodo catodicoattrezzature per la preparazione del liquame. Per prima cosa, prepara la colla al fluoruro di polivinilidene (PVDF). Utilizzare un normale serbatoio di miscelazione per versare prima una certa quantità di solvente NMP (N-metilpirrolidone), aggiungere la polvere PVDF legante in base al contenuto solido progettato e mescolare per 4-6 ore per ottenere la colla PVDF. La colla PVDF è un liquido incolore e trasparente con una certa viscosità, e il suo contenuto solido può essere controllato tra il 5% e il 10% a seconda delle esigenze. La soluzione collante preparata generalmente necessita di essere aspirata e lasciata riposare per più di 12 ore al fine di eliminare le bolle generate durante il processo di agitazione. Quindi una certa quantità viene erogata al miscelatore di preparazione del liquame attraverso una pompa dosatrice attraverso una tubazione sigillata. Aggiungere l'agente conduttivo SP e avviare il mixer per ruotare e ruotare allo stesso tempo. La velocità di rotazione è impostata su (25±5) giri/min, la velocità di autorotazione è impostata su (500±50) giri/min e lo spray NMP è assistito, in modo che l'SP a densità estremamente leggera possa essere miscelato completamente in la colla PVDF. Il tempo di agitazione è di 1 ora.

Infine, spruzzare tutto il restante solvente NMP nel miscelatore, aumentare la velocità di agitazione, la velocità di rotazione è (35±5) giri/min e la velocità di rotazione è (800±50) giri/min. Dopo aver agitato per 10-30 min, aumentare la velocità di rotazione a (1300±50) r/min e agitare per 1,5 h per completare la preparazione della sospensione. La sospensione preparata deve essere trasferita in un serbatoio di trasferimento per il trattamento antischiuma sotto vuoto prima dell'uso.

Processo di preparazione dell'elettrodo semisecco

Innanzitutto, aggiungere tutti i materiali principali dell'elettrodo catodico (come NCM o LFP, ecc.) e l'agente conduttivo SP al miscelatore planetario doppio, accendere l'apparecchiatura solo per la rotazione, impostare la velocità a (25±5) giri/min, e mescolare la polvere per 30 min.

In secondo luogo, in base all'effetto bagnante del materiale principale, il contenuto solido di impasto corrispondente è progettato e controllato dal 68% al 72%. In base al contenuto solido di impastamento progettato, aggiungere una certa quantità di colla PVDF e una quantità appropriata di solvente. Considerando la capacità dell'attrezzatura ed evitando che l'attrezzatura venga danneggiata a causa del funzionamento a carico elevato, potrebbe essere opportuno eseguire una pre-impastatura in un'unica fase, ovvero impostare la paletta di rotazione su inversione, la velocità di rotazione è (10 ± 2 ) giri/min, e il tempo è 15 min. Dopo che l'attrezzatura si è adattata allo stato di agitazione della polvere e della colla nel serbatoio, passare alla fase più critica di questo processo: impastare, impostare la velocità di rotazione su (25±5) giri/min e il tempo di impastamento su 1 h. A questo punto, l'impasto liquido presenta uno stato non scorrevole ad alta viscosità simile a una pasta.

Infine, in base al contenuto solido progettato dalla formula della sospensione, aggiungere il restante solvente NMP, aumentare ulteriormente la velocità di dispersione a (1350 ± 50) giri/min, mantenere costante la velocità di rotazione e continuare ad agitare per 1 ora per completare la sospensione preparazione. Trasferire il liquame in un serbatoio di trasferimento per il trattamento antischiuma sotto vuoto e il grado di vuoto non supera -85 kPa.

Processo di preparazione dell'elettrodo a secco

Rispetto all'elettrodo umido o all'elettrodo semisecco, questo metodo semplifica ulteriormente il processo di spappolatura e riduce ulteriormente il tempo di processo. L'elettrodo a secco omette il processo di preparazione della colla e utilizza il metodo di miscelazione a secco puro e pre-agitazione per miscelare la polvere prima della spappolatura. Adotta anche un doppio miscelatore planetario come attrezzatura per spappolare.

Innanzitutto, aggiungere il 50% del materiale principale dell'elettrodo catodico (come NCM o LFP, ecc.), l'agente conduttivo SP, il legante PVDF e il 50% del materiale principale dell'elettrodo catodico nel miscelatore in sequenza. Mantenere la velocità di rotazione (5±1) r/min durante il processo di alimentazione. Al termine dell'alimentazione, avviare la premiscelazione della miscelazione a secco, impostare la velocità di rotazione in modo che funzioni alla velocità inversa (7±1) giri/min e arrestare temporaneamente la dispersione della rotazione. Dopo 5 minuti, passare alla normale miscelazione a secco, impostare la velocità di rotazione (13±1) r/min, la velocità di rotazione (400±2) r/min e agitare per 0,5 h. È necessario garantire che la miscelazione a secco possa miscelare completamente il materiale principale del catodoelettrodo, l'agente conduttivo SP e la polvere PVDF legante, in modo da evitare l'impossibilità di ottenere l'impasto liquido stabile finale dopo l'aggiunta del solvente nella fase successiva.

In secondo luogo, spruzzare la polvere uniformemente dispersa con il solvente NMP, aggiungere il solvente NMP nella prima fase, progettare un contenuto solido adatto in base alla capacità dell'apparecchiatura e fare riferimento all'effetto della fase di impasto semisecco e generalmente controllarlo a circa il 70% . La fase di bagnatura dell'ingresso della polvere si basa principalmente sull'agitazione a rotazione e la velocità di rotazione è fissata a (15±5) giri/min, integrata da (150±2) giri/min, agitazione per 1,5 ore. In questo momento, la sospensione si trova in uno stato liquido denso con elevata viscosità. Aggiungere il restante solvente NMP, diluire e mescolare per 10-15 minuti. La velocità di rotazione rimane invariata e la velocità di rotazione aumenta a (500±5) giri/min. Se necessario, è possibile aggiungere nanotubi di carbonio di colla conduttiva (CNT) prima della spruzzatura NMP in questa fase.

Infine, entra nella fase di riduzione della viscosità della dispersione ad alta velocità. Mantenere invariata la velocità di rotazione (15±5) giri/min e aumentare la velocità di rotazione a (1200±50) giri/min. Dopo aver agitato per 2 ore, ridurre la velocità e agitare lentamente (velocità di rotazione (10±1) giri/min, velocità di rotazione (200±5) giri/min) per raffreddare e completare la preparazione della sospensione.

Processo di preparazione dell'elettrodo di infiltrazione del solvente

Integrando processi a secco ea umido, il liquame viene preparato nel modo di "processo a umido senza colla". Che sia considerato dal punto di vista della semplificazione del processo o del tempo di processo, presenta evidenti vantaggi. È importante considerare la stabilità della sospensione finale.

Innanzitutto, una certa quantità di solvente NMP, il 50% del materiale principale dell'elettrodo catodico (come NCM o LFP), l'agente conduttivo SP e il 50% del materiale principale del catodoelettrodo vengono aggiunti in sequenza al doppio mescolatore planetario in base al contenuto di solidi del 70%. Aggiungere colla conduttiva CNT se necessario. Durante il processo di alimentazione, la velocità di rotazione è stata mantenuta a (5±2) giri/min. Dopo che l'alimentazione è stata completata, la velocità di rotazione è stata gradualmente aumentata a (15±2) giri/min, e la pre-agitazione è stata effettuata per 5 minuti.

In secondo luogo, entrare direttamente nella fase di dispersione ad alta velocità, la velocità di rotazione è (25 ± 5) giri/min, la velocità di dispersione è (1350 ± 50) giri/min, agitare per 1,5 ore e mantenere il grado di vuoto non superiore a - 80 kPa. 

Infine, aggiungere la polvere PVDF, spruzzare e aggiungere il restante solvente NMP e, se necessario, aggiungere colla conduttiva CNT. Mantenere costante la velocità di rotazione e utilizzare prima la velocità di rotazione di 900 giri/min per mescolare per 5-10 min. Dopo il completamento, entrare nella seconda fase della dispersione ad alta velocità, aumentare la velocità di rotazione a (1350±50) giri/min e completare la preparazione della sospensione dopo 2 ore di dispersione.