Qual è esattamente il ruolo dell'impasto nel processo di miscelazione dei liquami delle batterie al litio?

In generale, il processo di preparazione del materiale dell'anodo secco può essere ampiamente suddiviso nelle seguenti fasi: miscelazione, bagnatura, dispersione e stabilizzazione, con la fase di bagnatura che richiede tipicamente una velocità di rotazione più lenta. La fase di dispersione, tuttavia, (l'impasto si riferisce all'operazione di utilizzo dell'agitazione meccanica per miscelare uniformemente materiali pastosi, viscosi e plastici, comprese sia la dispersione che la miscelazione dei materiali. In poche parole, si può fare riferimento anche all'agitazione di materiali altamente viscosi come l'impasto, come l'impasto nel dentifricio. Il processo di bagnatura generalmente non appartiene al processo di impasto, sebbene ciò possa variare a seconda della comprensione delle diverse aziende.) spesso richiede una certa forza di taglio e una rotazione ad alta velocità, con una velocità lineare superiore. 20 m/s.

Lo scopo principale della dispersione dell'impasto liquido delle batterie agli ioni di litio è quello di disperdere uniformemente materiali attivi, agenti conduttivi, adesivi, ecc. in un solvente in un determinato rapporto di massa per formare un impasto stabile con una certa viscosità, che viene utilizzato per rivestire il foglio dell'elettrodo . L’obiettivo tecnologico della produzione di liquame per batterie agli ioni di litio è quello di preparare la produzione di fogli di elettrodi. I requisiti ideali dell'impasto liquido per i fogli di elettrodi sono: (i) le particelle di materiale attivo sono disperse finemente e uniformemente senza agglomerazione, le particelle di agente conduttivo formano uno strato sottile e sono disperse per formare una rete conduttiva e la quantità massima di particelle di materiale attivo è interbloccato e collegato sul collettore di corrente; (ii) le particelle di materiale attivo sono preferibilmente piccole per garantire che la batteria abbia un'elevata densità di corrente.

Processo di impasto
Principio di impasto: La pala di agitazione rotante ad alta velocità utilizza la forza di attrito generata dalla superficie inclinata di un certo angolo e dal materiale per far muovere il materiale tangenzialmente lungo la superficie della pala. Allo stesso tempo, a causa della forza centrifuga, il materiale viene lanciato verso la parete interna della camera di miscelazione e risale lungo la parete. Quando raggiunge una certa altezza, a causa della gravità ricade al centro della girante e poi viene nuovamente lanciata verso l'alto. La combinazione di questo movimento verso l'alto e del movimento tangenziale rende il materiale effettivamente in uno stato di movimento a spirale continuo. A causa dell'elevata velocità di rotazione della pala e dell'elevata velocità di movimento del materiale, le particelle che si muovono rapidamente si scontrano e si sfregano l'una contro l'altra, in modo che le particelle o i grumi agglomerati si rompano e di conseguenza aumenta anche la temperatura del materiale, il che favorisce l'adsorbimento di vari additivi da parte della polvere.

L’operazione di impasto ha generalmente le seguenti caratteristiche:

1. L'operazione di impasto è spesso accompagnata da un processo di riscaldamento o raffreddamento. Da un lato, il volume unitario dell'impastatrice deve avere una superficie di trasferimento del calore sufficiente. D'altra parte, le parti mobili dovrebbero essere in grado di raschiare via in modo stabile e rapido il materiale aderito alla superficie di trasferimento del calore e rimandarlo nella zona ad alto taglio per evitare che il materiale si attacchi alla parete dell'apparecchiatura.
2.  Nell'analisi delle caratteristiche dinamiche e nella simulazione del campo di flusso tridimensionale dell'impastatrice con agitazione a velocità differenziale, la zona ad alto taglio con un piccolo spazio può generare un elevato stress di taglio, disperdendo il materiale. Allo stesso tempo, la forma delle parti motrici nel mixer (come la forma della girante) può garantire che il percorso di movimento e la portata del materiale nell'impastatrice passino costantemente attraverso la zona ad alto taglio con un piccolo spazio, in modo che il il materiale può essere tagliato ripetutamente e disperso uniformemente.
3. Rispetto ad altre operazioni di miscelazione, l'operazione di impasto è più difficile, richiede più tempo e alla fine può raggiungere solo uno stato di miscelazione statisticamente completo.

I principali parametri che influenzano il processo di miscelazione e dispersione:

1. L'impatto della velocità di agitazione sulla velocità di dispersione. In generale, maggiore è la velocità di agitazione, maggiore è la velocità di dispersione, ma maggiore è il danno alla struttura propria del materiale e all'attrezzatura.
2. L'impatto della concentrazione sulla velocità di dispersione e sulla forza adesiva. In condizioni normali, minore è la concentrazione del liquame, maggiore è la velocità di dispersione, ma una concentrazione troppo bassa porterà allo spreco di materiale e ad una maggiore sedimentazione del liquame. Maggiore è la concentrazione, maggiore sarà la forza di impasto e la forza adesiva; minore è la concentrazione, minore è la forza adesiva.
3. L'impatto del grado di vuoto sulla velocità di dispersione. L'alto vuoto favorisce lo scarico dei gas dagli spazi e dalle superfici del materiale, riducendo la difficoltà di adsorbimento del liquido. In condizioni di completa assenza di gravità o gravità ridotta, la difficoltà di dispersione uniforme sarà notevolmente ridotta.
4. L'impatto della temperatura sulla velocità di dispersione. A temperatura adeguata, l'impasto liquido ha una buona fluidità ed è facile da disperdere. L'impasto troppo caldo tende a formare delle croste, mentre quello troppo freddo ne ridurrà notevolmente la fluidità.

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