O método de preparação da pasta catódica da bateria

Processo de preparação de eletrodo úmido

Um misturador planetário duplo foi usado como eletrodo catódicoequipamento de preparação de lama. Primeiro, prepare a cola de fluoreto de polivinilideno (PVDF). Use um tanque de mistura comum para derramar uma certa quantidade de solvente NMP (N-metilpirrolidona) primeiro, adicione o pó aglutinante PVDF de acordo com o conteúdo sólido projetado e mexa por 4 a 6 horas para obter cola PVDF. A cola PVDF é um líquido incolor e transparente com certa viscosidade, e seu teor de sólidos pode ser controlado entre 5% e 10% conforme a necessidade. A solução de cola preparada geralmente precisa ser aspirada e deixada em repouso por mais de 12 horas para eliminar as bolhas geradas durante o processo de agitação. Em seguida, uma certa quantidade é entregue ao misturador de preparação de lama através de uma bomba dosadora através de uma tubulação selada. Adicione o agente condutor SP e faça o misturador girar e girar ao mesmo tempo. A velocidade de rotação é definida para (25±5) r/min, a velocidade de autorrotação é definida para (500±50) r/min e a pulverização NMP é assistida, de modo que o SP de densidade extremamente leve pode ser totalmente misturado em a cola PVDF. O tempo de agitação é de 1 h.

Finalmente, pulverize todo o solvente NMP restante no misturador, aumente a velocidade de agitação, a velocidade de rotação é (35±5) r/min e a velocidade de revolução é (800±50) r/min. Depois de agitar durante 10-30 min, aumentar a velocidade de revolução para (1300±50) r/min e agitar durante 1,5 h para completar a preparação da pasta. A pasta preparada precisa ser transferida para um tanque de transferência para tratamento antiespumante a vácuo antes do uso.

Processo de preparação de eletrodo semi-seco

Primeiro, adicione todos os materiais principais do eletrodo cátodo (como NCM ou LFP, etc.) e agente condutor SP ao misturador planetário duplo, ligue apenas o equipamento para revolução, defina a velocidade em (25±5) r/min e agite o pó por 30 min.

Em segundo lugar, de acordo com o efeito umectante do material principal, o conteúdo sólido de amassamento correspondente é projetado e controlado em 68% a 72%. De acordo com o teor de sólidos de amassamento projetado, adicione uma certa quantidade de cola PVDF e uma quantidade adequada de solvente. Considerando a capacidade do equipamento e evitando que o equipamento seja danificado devido à operação com alta carga, pode ser apropriado realizar um pré-amassamento em uma etapa, ou seja, colocar a pá giratória em reversão, a velocidade de rotação é (10±2 ) r/min, e o tempo é de 15 min. Após o equipamento se adaptar ao estado de agitação do pó e da cola no tanque, passe para a etapa mais crítica deste processo - amassamento, ajuste a velocidade de revolução para (25±5) r/min e o tempo de amassamento para 1 h . Neste momento, a pasta apresenta um estado pastoso de alta viscosidade e sem fluxo. Em seguida, adicione a cola restante e uma quantidade apropriada de solvente NMP, inicie o misturador para dispersar, defina a velocidade de rotação em (1200±50) r/min, mantenha a velocidade de rotação inalterada e agite por 1 h.

Finalmente, de acordo com o teor de sólidos projetado pela fórmula da pasta, adicione o solvente NMP restante, aumente ainda mais a velocidade de dispersão para (1350±50) r/min, mantenha a velocidade de revolução constante e continue agitando por 1 h para completar a pasta. preparação. Transfira a pasta para um tanque de transferência para tratamento antiespumante a vácuo e o grau de vácuo não exceda -85 kPa.

Processo de preparação de eletrodo seco

Comparado com eletrodo úmido ou eletrodo semi-seco, este método simplifica ainda mais o processo de polpação e reduz ainda mais o tempo do processo. O eletrodo seco omite o processo de preparação da cola e usa o método de mistura seca pura e pré-agitação para misturar o pó antes da polpação. Também adota misturador planetário duplo como equipamento de polpação.

Primeiro, adicione 50% do material principal do eletrodo cátodo (como NCM ou LFP, etc.), agente condutor SP, aglutinante PVDF e 50% do material principal do 69cátodoeletrodo no misturador em sequência. Mantenha a velocidade de rotação (5±1) r/min durante o processo de alimentação. Após a conclusão da alimentação, inicie a pré-mistura da mistura seca, ajuste a velocidade de rotação para funcionar na velocidade reversa (7±1) r/min e pare temporariamente a dispersão de rotação. Após 5 minutos, mude para mistura seca normal, ajuste a velocidade de rotação (13±1) r/min, a velocidade de rotação (400±2) r/min e agite durante 0,5 h. É necessário garantir que a mistura a seco possa misturar totalmente o material principal do eletrodo cátodo, o agente condutor SP e o pó aglutinante PVDF, de modo a evitar a incapacidade de obter a pasta estável final após a adição o solvente na próxima etapa.

Em segundo lugar, pulverize o pó uniformemente disperso com solvente NMP, adicione solvente NMP na primeira etapa, projete um conteúdo sólido adequado de acordo com a capacidade do equipamento e consulte o efeito da etapa de amassamento semi-seco e geralmente controle-o em cerca de 70% . A etapa de umedecimento para entrar no pó é baseada principalmente na agitação rotacional, e a velocidade de revolução é ajustada em (15±5) r/min, complementada por rotação (150±2) r/min, agitando durante 1,5 h. Neste momento, a pasta está em estado líquido espesso com alta viscosidade. Adicione o solvente NMP restante, dilua e agite por 10-15 minutos. A velocidade de revolução permanece inalterada e a velocidade de rotação aumenta para (500±5) r/min. Se necessário, nanotubos de carbono com cola condutora (CNTs) podem ser adicionados antes da pulverização de NMP nesta etapa.

Finalmente, entre na etapa de redução da viscosidade da dispersão em alta velocidade. Mantenha a velocidade de rotação (15±5) r/min inalterada e aumente a velocidade de rotação para (1200±50) r/min. Após agitação por 2 horas, reduza a velocidade e mexa lentamente (velocidade de rotação (10±1) r/min, velocidade de rotação (200±5) r/min) para esfriar e completar a preparação da pasta.

Processo de preparação do eletrodo de infiltração de solvente

Integrando processos seco e úmido, a pasta é preparada na forma de "processo úmido sem cola". Quer seja considerado do ponto de vista da simplificação do processo ou do tempo do processo, tem vantagens óbvias. É importante considerar a estabilidade da pasta final.

Primeiro, uma certa quantidade de solvente NMP, 50% do material principal do eletrodo cátodo (como NCM ou LFP), agente condutor SP e 50% do material principal do 100cátodoeletrodo são adicionados sequencialmente ao misturador planetário duplo de acordo com o teor de sólidos de 70%. Adicione CNTs de cola condutora, se necessário. Durante o processo de alimentação, a velocidade de rotação foi mantida a (5±2) r/min. Após a alimentação estar completa, a velocidade de rotação foi gradualmente aumentada para (15±2) r/min, e a pré-agitação foi realizada durante 5 minutos.

Em segundo lugar, entre diretamente na etapa de dispersão de alta velocidade, a velocidade de revolução é (25±5) r/min, a velocidade de dispersão é (1350±50) r/min, mexa por 1,5 h e mantenha o grau de vácuo não excedendo -80 kPa.

Finalmente, coloque o pó de PVDF, pulverize e adicione o solvente NMP restante e, se necessário, adicione CNTs de cola condutora. Mantenha a velocidade de revolução constante e primeiro use a velocidade de rotação de 900 r/min para agitar por 5-10 min. Após a conclusão, entre na segunda etapa de dispersão em alta velocidade, aumente a velocidade de rotação para (1350±50) r/min e complete a preparação da pasta após 2 horas de dispersão.