Detalizēts skaidrojums par materiāla daļiņu stāvokļa izmaiņām elektrodu vircas sagatavošanas laikā

No pole gabals litija baterija biezums parasti ir aptuveni 40-200μm, un biezums pole gabals atšķiras atkarībā no akumulatora veida (liela enerģija, liela jauda, uc). Ja jūs vēlaties, lai litija baterijai būtu laba elektroķīmiskā veiktspēja, staba gabalam jābūt tādam pašam biezumam priekšpusē, vidū un aizmugurē, un tam ir gluda virsma bez defektiem. Ar nosacījumu, ka pārklāšanas process ir izslēgts, sagatavošana vircas ir galvenā procedūra, lai noteiktu tās kvalitāti. Labas litija baterijas vircas viskozitāte ir stabila un nav viegli maināma, daļiņu izmērs ir mazs, pēc pārklāšanas un žāvēšanas nav acīmredzama graudainības, un nav svešķermeņu, piemēram, burbuļu. Tad, laikā vircas sagatavošanas procesā, ir divi galvenie aspekti, kas jāpievērš uzmanība: viens ir izkliedēt sākotnējos materiālus vienmērīgi; otrs ir novērst sekundāro aglomerāciju, ko izraisa izejvielu mijiedarbība. Tāpēc sajaukšanas procesa mērķis ir vienmērīgi izkliedēt un sajaukt oriģinālos materiālus un vienlaikus novērst daļiņu atkalapvienošanu.

Litija bateriju polu gabali ir sadalīti pozitīvo pole gabalos un negatīvo pole gabalos. Aktīvie materiāli, vadošais vielas, saistvielas un šķīdinātāji, ko izmanto divās staba gabalos atšķiras ar akumulatoru sistēmu. Lai šādu sarežģītu daudzfāzu sistēmu sajauktu viendabīgā suspensijas vircē, nepieciešama praktiskāka pieredze un teorētiskā pamats. Jo mazāks ir materiāla daļiņu izmērs, jo dīvaināka ir forma, jo grūtāk ir izkliedēt, jo īpaši vadošais aģents ogleklis, kas bieži aglomerāti lielos gabalos maisīšanas procesā ne tikai nespēlē labu vadošu lomu, bet arī ietekmē akumulatora konkrēto enerģiju . Ogleklis var izmantot ne tikai litija baterijām, bet arī plastmasas, polimēru un citās nozarēs, tāpēc ir daudz pētījumu par oglekļa melnās krāsas izkliedi. Saskaņā ar pašreizējo pētījumu ziņojumu, ir vairāki veidi, kā izkliedēt aglomerātus:

Pirmā dispersija kreisajā pusē (erozija) notiek relatīvi vāja mehāniskā spēka iedarbības apstākļos. Šajā laikā materiāls plūst ar mehānisku spēku, lai veidotu dažādu izmēru daļiņu aglomerātus. Šī procesa laikā, mazie gabaliņi materiāla pakāpeniski nomizo no lielās pildvielas, veidojot sekundārās daļiņas. Ja ārējais mehāniskais spēks pārsniedz noteiktu kritisko vērtību, daļiņu plīsums notiks pēkšņi, kā parādīts iepriekš minētā krituma vidū. Ja mehāniskā enerģija sasniedz noteiktu līmeni un laiks tiek pagarināts, daļiņas turpinās izjaukt, bet šīs parādības varbūtība ir zema.

Laikā, kad sagatavošanas litija bateriju vircas, kontaktu formu starp materiāliem var būt trīs valstis parādīts attēlā. Pirmkārt, struktūra oglekļa melnā nav viegli mainīt, un tās sadalījums ir salīdzinoši vienota, kas pastāv kā struktūra1. Kā mehāniskās maisot gaitā, depolimerizācija un dispersija vadītspējīgo aģentu notiks vienlaicīgi, un, visbeidzot, vadošais aģents ir pilnībā pārklāts uz virsmas dzīvo vielu.

Tas ir ļoti svarīgs process no izejvielu daļiņu esamības, lai kļūtu par viendabīgi sajauktu vielu. Visu procesu var iedalīt cietā pulvera stāvoklī (I), jauktā mitrā stāvoklī (II) un beidzot veidojas suspendēts stāvoklis (III). Procesa kontrole ir parādīta attēlā.

Katra šā procesa posma īpašības, priekšrocības un trūkumi ir parādīti šajā tabulā:

Sausās sajaukšanas posmā iekārtas ievadītā enerģija, dzīvā materiāla mehāniskais spēks un daļiņu izmērs ietekmē vadītāja dispersiju. Turklāt materiālu aglomerāciju lielā gadījumā ietekmē gaisa mitrums.

Mitrināšana sākas, kad šķīdinātāju pirmo reizi pievieno cietajam pulverim. Mitrināšanas pakāpe ir atkarīga no pulvera piesātinājuma pakāpes uz šķidrumu un saķeres un stresa stāvokļa. Šajā procesā pastāvīgi notiek dispersija un aglomerācija, vienlaikus mainot maisījuma sajaukšanas stāvokli. Kad gela punkts vai pilnībā piesātinātais stāvoklis ir sasniegts, vairs nav liela spēka ieejas un tiek samazināts arī daļiņu mijiedarbības spēks, un pēc tam to var atšķaidīt, lai samazinātu to līdz vēlamajam cietā saturam. Posmā atšķaidot apturēšanu, šķidruma mehānika un bīdes spēkā vircas ir iesaistīti. Šķidruma plūsmas apstākļos maisītāja iedarbinātais bīdes spēks uz daļiņām veicina materiāla stabilitāti.

Dažādiem pārstrādes un kontroles procesiem piemīt dažādi spēki uz materiālu un izejvielām, kas radīs daļiņu vienveidību. Īpaši oglekļa melnā vadošais aģents, dažādas stresa intensitāte ir ļoti laba ietekme uz elektronisko vadītspēju, akumulatora jaudu, un pašreizējo blīvumu pole gabals. Liela ietekme, tāpēc ir ļoti nepieciešams saprast stāvokli materiāla sajaukšanas posmā vircas sagatavošanas procesā.