解讀全自動(dòng)鋰電池漿料制備系統(tǒng)

時(shí)間：2023-07-05 08:48:57     |     來(lái)源：本站

鋰離子電池的生產(chǎn)制造，是由一個(gè)個(gè)工藝步驟嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)起來(lái)的過(guò)程。整體來(lái)說(shuō)，鋰電池的生產(chǎn)包括極片制造工藝、電池組裝工藝以及注液、預(yù)充、化成、老化工藝。在這三個(gè)階段的工藝中，每道工序又可分為數(shù)道關(guān)鍵工藝，每一步都會(huì)對(duì)電池的性能形成很大的影響。

在極片制造工藝階段，可細(xì)分為漿料制備、漿料涂覆、極片輥壓、極片分切、極片干燥五道工藝。在電池組裝工藝，又根據(jù)電池規(guī)格型號(hào)的不同，大致分為卷繞、入殼、焊接等工藝。在注液階段又包括注液、排氣、封口、預(yù)充、化成、老化等各個(gè)工藝。電池制造過(guò)程中每道工序都會(huì)造成一定的浪費(fèi)，浪費(fèi)的原因有員工失誤、設(shè)備失誤、環(huán)境原因等等，為了保證產(chǎn)品的成本率足夠好，就盡量保證每一步產(chǎn)品都是合格的。

電極漿料的制備是整個(gè)工序中關(guān)鍵的一環(huán)，電極漿料質(zhì)量好壞直接影響著能否進(jìn)行下一步。漿料制備是將活物質(zhì)、粘接劑、溶劑、增稠劑等粉液混合均勻后形成的非牛頓高粘度流體，該流體需要具有一定的粘度、好的流動(dòng)性以及足夠小的顆粒粒徑。工廠作業(yè)與實(shí)驗(yàn)室電池試做有一點(diǎn)區(qū)別：

    實(shí)驗(yàn)室電池試做需要具有工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、省時(shí)省力、高機(jī)械化程度等特點(diǎn);

    在實(shí)際生產(chǎn)中，鋰電池漿料制備系統(tǒng)主要由物料輸送、漿料制備、漿料輸送等過(guò)程組成。
     
一、物料輸送過(guò)程
 
物料輸送過(guò)程是指將正負(fù)極攪拌所用的原材料、溶劑、粘接劑等物質(zhì)穩(wěn)定地傳送到攪拌容器中，是漿料制備的準(zhǔn)備工作。


鋰離子電池全自動(dòng)配料系統(tǒng)是專為漿料原料進(jìn)行全自動(dòng)配料、投料設(shè)計(jì)的智能化生產(chǎn)系統(tǒng);該系統(tǒng)由:

    計(jì)量系統(tǒng);

    粉體投料及輸送系統(tǒng);

    計(jì)算機(jī)中控系統(tǒng);

    儲(chǔ)料;

    中轉(zhuǎn)緩沖罐系統(tǒng)。

整套系統(tǒng)實(shí)行全自動(dòng)輸送和計(jì)量，要求具有高精度稱重模塊及儀表;

    保證配料效率和精度;

    能夠更有效地隔絕空氣，防止物料變質(zhì)，改善生產(chǎn)車間環(huán)境。

首先是活物質(zhì)的準(zhǔn)備，由噸袋投料站進(jìn)行，之后可以通過(guò)真空上料或負(fù)重上料、稱量系統(tǒng)按要求比例進(jìn)行投料。初步粉料投料完成后，干粉在預(yù)混罐中進(jìn)行預(yù)混。鋰電池正負(fù)極活物質(zhì)與導(dǎo)電劑、粘接劑等粉末顆粒粒徑、堆積密度、孔隙率等各不相同，干粉預(yù)混的目的就是將各組分進(jìn)行充分混合。在此過(guò)程中，主要以中低速攪拌，隨著攪拌的進(jìn)行，顆粒之間較為均勻地碰撞在一起，同時(shí)粉體整體堆積密度逐漸增大且趨于一致。

二、漿料攪拌系統(tǒng)

在干粉預(yù)混完成之后，先前由單獨(dú)制膠系統(tǒng)完成的粘接劑膠體將被自動(dòng)投入攪拌機(jī)中進(jìn)行下一階段。粘接劑和溶劑的量需要根據(jù)攪拌工藝確定，要保證物料足夠的捏合程度。物料的捏合是漿料攪拌的重要階段，
捏合階段：物料的捏合是漿料攪拌的重要階段，此階段主要是依靠攪拌機(jī)的強(qiáng)力攪拌，物料受到機(jī)械力的剪切和摩擦，同時(shí)顆粒之間也會(huì)有內(nèi)摩擦，在各個(gè)作用力下，原料顆粒之間趨于高度分散。此階段對(duì)于成品漿料的粒度和粘度有至關(guān)重要的影響。
溶劑調(diào)節(jié)階段：緩慢加入溶劑調(diào)節(jié)漿料粘度和固含量，此階段分散與團(tuán)聚共存，并達(dá)到穩(wěn)定；此階段物料的分散主要受機(jī)械力、粉液間摩擦阻力、高速分散剪切力、漿料與容器壁撞擊相互作用力的影響。

三、漿料輸送過(guò)程

漿料輸送過(guò)程設(shè)計(jì)的設(shè)備及裝置有輸送泵(螺桿泵、齒輪泵、隔膜泵等多種類型)、過(guò)濾裝置、分散裝置、儲(chǔ)料罐等。       

考慮到漿料輸出的穩(wěn)定性會(huì)對(duì)集流體涂布有重要的影響，所以選擇輸送泵時(shí)要選擇動(dòng)力穩(wěn)定的輸送設(shè)備。由于攪拌完成之后可能會(huì)有少量的大顆粒存在，為了防止大顆粒對(duì)涂布頭、涂布效果造成負(fù)面影響，需要對(duì)漿料進(jìn)行大顆粒的過(guò)濾。過(guò)濾濾網(wǎng)的大小選擇需要根據(jù)涂布設(shè)備及漿料性質(zhì)進(jìn)行，過(guò)小的篩網(wǎng)影響工作效率，過(guò)大的篩網(wǎng)又不能起到有效的過(guò)濾作用。

漿料經(jīng)過(guò)過(guò)濾后進(jìn)入漿料儲(chǔ)存罐，需要經(jīng)過(guò)一道均質(zhì)工序。由于漿料攪拌完成之后，經(jīng)過(guò)管道輸送可能會(huì)有一定的顆粒團(tuán)聚、漿料不穩(wěn)定的情況，不利于漿料的涂布。均質(zhì)機(jī)主要由高壓均質(zhì)腔和增壓機(jī)構(gòu)成。高壓均質(zhì)腔的內(nèi)部具有特別設(shè)計(jì)的幾何形狀，正極漿料超細(xì)均質(zhì)機(jī)，在增壓機(jī)構(gòu)的作用下，均質(zhì)機(jī)，高壓溶液快速的通過(guò)均質(zhì)腔，物料會(huì)同時(shí)受到高速剪切、高頻震蕩、空穴現(xiàn)象和對(duì)流撞擊等機(jī)械力作用和相應(yīng)的熱效應(yīng)，由此引發(fā)的機(jī)械力及化學(xué)效應(yīng)可誘導(dǎo)物料大分子的物理、化學(xué)及結(jié)構(gòu)性質(zhì)發(fā)生變化，終達(dá)到均質(zhì)的效果。經(jīng)過(guò)均質(zhì)機(jī)分散的工序后漿料進(jìn)行中轉(zhuǎn)罐中，就可以進(jìn)行電極涂布了。