锂电池负极材料天然石墨浆料分散机

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锂电池负极材料天然石墨浆料分散机

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天然石墨，顾名思义就是自然界天然形成的石墨，一般以石墨片岩、石墨片麻岩、含石墨的片岩及变质页岩等矿石出现。
天然石墨负极材料系采用天然鳞片晶质石墨，经过粉碎、球化、分级、纯化、表面等工序处理制得，其高结晶度是天然形成的。而人造石墨负极材料是将易石墨化碳如石油焦、针状焦、沥青焦等在一定温度下煅烧，再经粉碎、分级、高温石墨化制得，其高结晶度是通过高温石墨化形成的。
天然石墨用于锂电池负极
原料的预处理
a. 石墨：经过混合，使原料均匀化，提高一致性，然后在 300~400℃常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低）。
b. 水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。
(3) 掺和、浸湿和分散：
a. 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。
b. 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。
c. 应适当降低搅拌浓度，提高分散性。
d. 分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动性，降低分散难度。
e. 搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。
(4) 稀释
加入溶剂将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。
锂电池负极天然石墨浆料分散机
根据传统工艺中的叶轮剪切/循环特性，可以把叶轮的作用分为两大类，类是对叶轮附近产生的剪切作用；第二类则是通过叶轮泵出的流量产生循环作用。浆体的进一步分散作用主要依靠叶轮的剪切作用，而叶轮的流量决定了叶轮的分散的能力。而在离叶轮端部较远的区域，总会存在一层浆料始终停滞不动，这个区域也就是人们常说的“死区”，分散设备的工作区域越大，而且浆料黏度越高，“死区”的问题就越，就算采用不同的叶轮和结构，死区仍然难以避免，因此在锂离子电池浆料的制备过程中，所制得的浆料产品就会出现混合分散不均匀、粉体颗粒与粘合剂接触不均匀、易分层和发生硬性沉淀等一系列问题。
（2）在操作过程中双行星搅拌也会遇到诸多问题：
1.批次分散工艺，混合分散时间长，能量消耗大。
2 电极粉末材料由行星搅拌器顶部加入，粉尘容易飞扬、漂浮。更重要的是粉末与液相混合极易发生团聚
3. 物料易残留于行星搅拌器的罐盖、罐壁及搅拌桨上，清洗操作困难。
4. 空气易存留于分散混合罐，气泡的产生影响分散效果。
5. 批次工艺致使量产受到限制，生产线占地面的大，维护成本高。

锂电池负极天然石墨浆料分散机
锂离子电池浆料的混合分散过程可以分为宏观混合过程和微观分散过程，这两个过程始终都会伴随着锂离子电池浆料制备的整个过程。把双行星分散设备作为宏观混合单元溶入到锂离子电池浆料分散系统之中，把超剪切分散装置作为微观分散控制单元，这将会大大提高了锂离子电池浆料的分散效果和效率。
高剪切研磨分散机理
在高剪切分散设备中，作用于液体的能量一般相当集中，这样可以使液体收到高能量密度的作用。引入能量的类型和强度足以使分散相颗粒有效地均匀分散。分散均匀的本质是使物料中分散相（固体颗粒、液滴等）受流体力学上的剪切作用和压力作用破碎并分散。
液体物料分散系中固体分散相颗粒或液滴破碎分散的直接原因是受到剪切力和压力的共同作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有三种，它们分别是层流效应、湍流效应和空穴效应。层流效应的作用是引起固体分散相颗粒或液滴的剪切和拉长，湍流效应的作用是在压力波动作用下引起固体分散相颗粒或液滴的随意变形，而空穴效应的作用则是使形成的小气泡瞬间破灭产生冲击波，而引起剧烈搅动。综上所述，超剪切分散设备内物料的分散机理比较复杂，主要是以剪切作用起主导作用，而以其他作用为辅。浆体物料在高频压力波的作用下产生反复的压缩效应，同时又受到超剪切分散设备内窄小间隙内的剪切力和回旋剪切力的强烈作用，如此综合反复的作用，被处理的浆料产生强烈的分散和粉碎作用，终达到超细分散的目的。

高剪切设备用于锂电浆的粉碎、分散
高剪切设备可用于电芯正极或负极，油性或水性浆料的分散乳化（油性浆料的粘结剂为PVDF溶剂为NMP，水性浆料的粘结剂为SBR+CMC溶剂为水，有时水性负极浆料也会添加少量NMP是为了增加SBR,CMC,水,石墨之间的相容性,对改善粘辊是非常有效的,许多电池发生辊压粘辊时都是采用加NMP的方法,一般占固体的5%,或浆料总重量的2%左右）
IKN高速研磨分散机
高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是重要的。根据一些行业特殊要求，上海依肯特别研究出一款研磨分散机，简单的说就是将IKN/依肯胶体磨进行进一步的改良，将单一的胶体磨磨头模块，改良成两级模块，加入了分散盘。CMD2000模块主要由两层分散头构成，工作时，物料通过投料口进入分散腔，到达层分散头进行处理，由于马达带动转子齿列高速运转，产生涡流和离心力效应使得物料轴向吸入分散头，然后沿着定-转子之间的缝隙被高速压出完成次剪切作用，之后在转子齿列与定子齿列的强力剪切间隙中物料被强烈撕裂后从定子齿列缝隙中流出时完成第二次剪切，接着流出的物料进入第二层分散头腔体，对处理过的物料再次进行剪切（原理同上），从而确保混合分散获得很窄的粒径分布，获得更小的液滴和颗粒，生成的混合液稳定性更好，满足生产对于粒径的要求。

CMD2000系列研磨分散机的结构：研磨式分散机是由锥体磨,分散机组合而成的高科技产品。
级由具有精细度递升的三级锯齿突起和凹槽。定子可以无限制的被调整到所需要的与转子之间的距离。在增强的流体湍流下，凹槽在每级都可以改变方向。
第二级由转定子组成。分散头的设计也很好地满足不同粘度的物质以及颗粒粒径的需要。在线式的定子和转子（乳化头）和批次式机器的工作头设计的不同主要是因为 在对输送性的要求方面，特别要引起注意的是：在粗精度、中等精度、细精度和其他一些工作头类型之间的区别不光是转子齿的排列，还有一个很重要的区别是 不同工作头的几何学特征不一样。狭槽数、狭槽宽度以及其他几何学特征都能改变定子和转子工作头的不同功能。根据以往的惯例，依据以前的经验工作头来满 足一个具体的应用。在大多数情况下，机器的构造是和具体应用相匹配的，因而它对制造出终产品是很重要。当不确定一种工作头的构造是否满足预期的应用。

CMD2000研磨分散机为立式分体结构,有一定输送能力，可以处理高固含量有一定粘稠度物料，CM2000设计了符合浆液流体特性的特殊转子，进行物料的推动输送；所有与物料接触部位均为316L不锈钢，机座采用304不锈钢；特殊要求如：硬度较大物料，对铁杂质要求严苛的物料，管道有一定压力并且需不间断运转的工况，可选磨头喷涂碳化物或陶瓷；CMD2000改良型胶体磨腔体外有夹套设计，可通冷却或者升温介质。
研磨分散机的特点：
1、 线速度很高，剪切间隙非常小，当物料经过的时候，形成的摩擦力就比较剧烈，结果就是通常所说的湿磨

2、 定转子被制成圆椎形，具有精细度递升的三级锯齿突起和凹槽。
3、 定子可以无限制的被调整到所需要的与转子之间的距离
4、 在增强的流体湍流下，凹槽在每级都可以改变方向。
5、 的表面抛光和结构材料，可以满足不同行业的多种要求。
设备其它参数:
设备等级：化工级、卫生I级、卫生II级、无菌级
电机形式：普通马达、变频调速马达、防爆马达、变频防爆马达、
电源选择： 380V/50HZ、220V/60HZ、440V/50HZ
电机选配件： PTC 热保护、降噪型
研磨分散机材质：SUS304 、SUS316L 、SUS316Ti,氧化锆陶瓷
研磨分散机选配：储液罐、排污阀、变频器、电控箱、移动小车
研磨分散机表面处理：抛光、耐磨处理
进出口联结形式：法兰、螺口、夹箍
研磨分散机选配容器：本设备适合于各种不同大小的容器

从设备角度来分析，影响研磨分散机效果因素有以下几点：
1.研磨头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次式要好）
2.研磨头的剪切速率，（越大效果越好）
3.研磨的齿形结构（分为初齿、中齿、细齿、超细齿、越细齿效果越好）
4.物料在分散墙体的停留时间、研磨分散时间（可以看作同等电机，流量越小效果越好）
5.循环次数（越多效果越好，到设备的期限就不能再好了。）

线速度的计算：
剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。
剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-转子 间距 (m)
由上可知，剪切速率取决于以下因素：
转子的线速率
在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。
IKN 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm
速率V= 3.14 X D（转子直径）X 转速 RPM / 60
所以转速和分散头结构是影响分散的一个重要因素，速分散均质分散机的高转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是重要的</a>

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