ERS20000 鋰電池負極天然石墨漿料分散機

鋰電池負極天然石墨漿料分散機 是為了實現(xiàn)互不相溶相的分散，必須強力粉碎并混合其粒子。粉碎意味著必須克服表面張力的阻力來形成新表面。分散過程傳遞所需的能量，并保證兩相均質混合。分散的*穩(wěn)定性會受到確切粒度分布及乳化劑和穩(wěn)定劑使用的影響。 

天然石墨，顧名思義就是自然界天然形成的石墨，一般以石墨片巖、石墨片麻巖、含石墨的片巖及變質頁巖等礦石出現(xiàn)。

天然石墨負極材料系采用天然鱗片晶質石墨，經(jīng)過粉碎、球化、分級、純化、表面等工序處理制得，其高結晶度是天然形成的。而人造石墨負極材料是將易石墨化碳如石油焦、針狀焦、瀝青焦等在一定溫度下煅燒，再經(jīng)粉碎、分級、高溫石墨化制得，其高結晶度是通過高溫石墨化形成的。

天然石墨用于鋰電池負極 

原料的預處理

a. 石墨：經(jīng)過混合，使原料均勻化，提高*性，然后在 300~400℃常壓烘烤，除去表面油性物質，提高與水性粘合劑的相容能力，修圓石墨表面棱角（有些材料為保持表面特性，不允許烘烤，否則效能降低）。

b. 水性粘合劑：適當稀釋，提高分散能力。

(3) 摻和、浸濕和分散：

a. 石墨與粘合劑溶液極性不同，不易分散。

b. 可先用醇水溶液將石墨初步潤濕，再與粘合劑溶液混合。

c. 應適當降低攪拌濃度，提高分散性。

d. 分散過程為減少極性物與非極性物距離，提高勢能或表面能，所以為吸熱反應，攪拌時總體溫度有所下降。如條件允許應該適當升高攪拌溫度，使吸熱變得容易，同時提高流動性，降低分散難度。

e. 攪拌過程如加入真空脫氣過程，排除氣體，促進固-液吸附，效果更佳。

(4) 稀釋

加入溶劑將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

鋰電池負極天然石墨漿料分散機

根據(jù)傳統(tǒng)工藝中的葉輪剪切/循環(huán)特性，可以把葉輪的作用分為兩大類，*類是對葉輪附近產(chǎn)生的剪切作用；第二類則是通過葉輪泵出的流量產(chǎn)生循環(huán)作用。漿體的進一步分散作用主要依靠葉輪的剪切作用，而葉輪的流量決定了葉輪的分散的能力。而在離葉輪端部較遠的區(qū)域，總會存在一層漿料始終停滯不動，這個區(qū)域也就是人們常說的“死區(qū)”，分散設備的工作區(qū)域越大，而且漿料黏度越高，“死區(qū)”的問題就越突出，就算采用不同的葉輪和結構，死區(qū)仍然難以避免，因此在鋰離子電池漿料的制備過程中，所制得的漿料產(chǎn)品就會出現(xiàn)混合分散不均勻、粉體顆粒與粘合劑接觸不均勻、易分層和發(fā)生硬性沉淀等一系列問題。

 （2）在操作過程中雙行星攪拌也會遇到諸多問題：

1.批次分散工藝，混合分散時間長，能量消耗大。

2 電極粉末材料由行星攪拌器頂部加入，粉塵容易飛揚、漂浮。更重要的是粉末與液相混合極易發(fā)生團聚

3. 物料易殘留于行星攪拌器的罐蓋、罐壁及攪拌槳上，清洗操作困難。

4. 空氣易存留于分散混合罐，氣泡的產(chǎn)生影響分散效果。

5. 批次工藝致使量產(chǎn)受到限制，生產(chǎn)線占地面的大，維護成本高。

鋰離子電池漿料的混合分散過程可以分為宏觀混合過程和微觀分散過程，這兩個過程始終都會伴隨著鋰離子電池漿料制備的整個過程。把雙行星分散設備作為宏觀混合單元溶入到鋰離子電池漿料快速分散系統(tǒng)之中，把超剪切分散裝置作為微觀分散控制單元，這將會大大提高了鋰離子電池漿料的分散效果和效率。

 3.1高剪切分散機理

在高剪切分散設備中，作用于液體的能量一般相當集中，這樣可以使液體收到高能量密度的作用。引入能量的類型和強度必須足以使分散相顆粒有效地均勻分散。分散均勻的本質是使物料中分散相（固體顆粒、液滴等）受流體力學上的剪切作用和壓力作用破碎并分散。

液體物料分散系中固體分散相顆粒或液滴破碎分散的直接原因是受到剪切力和壓力的共同作用。引起剪切力和壓力作用的具體流體力學效應主要有三種，它們分別是層流效應、湍流效應和空穴效應。層流效應的作用是引起固體分散相顆?；蛞旱蔚募羟泻屠L，湍流效應的作用是在壓力波動作用下引起固體分散相顆?；蛞旱蔚碾S意變形，而空穴效應的作用則是使形成的小氣泡瞬間破滅產(chǎn)生沖擊波，而引起劇烈攪動。綜上所述，超剪切分散設備內(nèi)物料的分散機理比較復雜，主要是以剪切作用起主導作用，而以其他作用為輔。漿體物料在高頻壓力波的作用下產(chǎn)生反復的壓縮效應，同時又受到超剪切分散設備內(nèi)窄小間隙內(nèi)的剪切力和回旋剪切力的強烈作用，如此綜合反復的作用，被處理的漿料產(chǎn)生強烈的分散和粉碎作用，zui終達到快速超細分散的目的。

3.2高剪切設備用于鋰電漿料的分散

高剪切設備可用于電芯正極或負極，油性或水性漿料的分散乳化（油性漿料的粘結劑為PVDF溶劑為NMP，水性漿料的粘結劑為SBR+CMC溶劑為水，有時水性負極漿料也會添加少量NMP是為了增加SBR,CMC,水,石墨之間的相容性,對改善粘輥是非常有效的,許多電池發(fā)生輥壓粘輥時都是采用加NMP的方法,一般占固體的5%,或漿料總重量的2%左右）

高的轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是zui重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求，依肯公司在ER2000系列的基礎上又開發(fā)出ERS2000超高速分散機。其剪切速率可以超過100.00 rpm，轉子的速度可以達到40m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度*,無需其他輔助分散設備。

影響分散乳化均質結果的因素有以下幾點

1 分散頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）

2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散頭的齒形結構（分為初齒，中齒，細齒，超細齒，約細齒效果越好）

4 物料在分散墻體的停留時間，乳化分散時間（可以看作同等的電機，流量越小，效果越好）

5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，到設備的期限，就不能再好）

線速度的計算

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-轉子 間距 (m)

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

– 轉子的線速率

– 在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。 
IKN 定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（轉子直徑）X 轉速 RPM / 60

    超高速分散機的高的轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是zui重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基礎上又開發(fā)出ERX2000超高速剪切分散機。其剪切速率可以超過200.00 rpm，轉子的速度可以達到66m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強，乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度*,無需其他輔助分散設備,可以達到普通的高壓均質機的400BAR壓力下的顆粒大小.

    超高速分散機是高效、快速、均勻地將一個相或多個相(液體、固體)進入到另一互不相溶的連續(xù)相(通常液體)的過程的設備的設備。當其中一種或者多種材料的細度達到微米數(shù)量級時，甚至納米級時，體系可被認為均質。當外部能量輸入時，兩種物料重組成為均一相。高剪切均質機由于轉子高速旋轉所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機械效應帶來的強勁動能，使物料在定、轉子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，形成懸浮液（固/液），乳液（液體/液體）和泡沫（氣體/液體）。高剪切均質機從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細的分散乳化，經(jīng)過高頻管線式高剪切分散均質乳化機的循環(huán)往復，zui終得到穩(wěn)定的高品質產(chǎn)品。

超高速分散機應用于: 奶油 化妝品 牙膏 果汁 洗滌劑 漿糊  鹽溶液 催化劑 涂漆 、 聚合物乳化液  農(nóng)藥(除草劑 殺蟲劑)

超高速分散機特別應用于: 疫苗、 細胞破碎 脂肪乳、 注射液 混懸注射液、 膠體溶液、 金屬氧化物懸浮液、 墨水 印刷涂料 色素混合等等 混懸液

超高速分散機設備等級：化工級、衛(wèi)生I級、衛(wèi)生II級、無菌級 
超高速分散機電機形式：普通馬達、變頻調(diào)速馬達、防爆馬達、變頻防爆馬達、氣動馬達
超高速分散機電源選擇： 380V/50HZ、220V/60HZ、440V/50HZ
超高速分散機材質：SUS304 、SUS316L 、SUS316Ti
超高速分散機表面處理：拋光、耐磨處理 
超高速分散機進出口聯(lián)結形式：法蘭、螺口、夾箍 

1 表中上限處理量是指介質為“水”的測定數(shù)據(jù)。

2 處理量取決于物料的粘度，稠度和zui終產(chǎn)品的要求。

3 參數(shù)內(nèi)的各種型號的流量主要取決于所配置的乳化頭的精密程度而定。

4 本表的數(shù)據(jù)因技術改動，定制而不同，正確的參數(shù)以提供的實物為準