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中間相炭微球漿料分散機(jī)
詳細(xì)信息品牌:ikn 類型:剪切分散機(jī) 物料類型:固-液 適用物料:化學(xué)品 應(yīng)用領(lǐng)域:化工 型號(hào):ERS2000 速度類別:有級(jí)變速 調(diào)速范圍:21000 r/min 分散輪直徑:115 mm 升降行程:100 mm 電機(jī)功率:22 Kw 變速方式:變速帶變速 罐容量:3000 L 外形尺寸:1-1-1 mm 整機(jī)重量:400 kg 是了實(shí)現(xiàn)互不相溶相的分散,必須強(qiáng)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(zhì)混合。分散的長(zhǎng)期穩(wěn)定性會(huì)受到確切粒度分布及乳化劑和穩(wěn)定劑使用的影響。
2005年以后,鋰電在新能源行業(yè)的應(yīng)用逐漸興起,動(dòng)力電池高安全、長(zhǎng)循環(huán)的特性讓業(yè)界再次將目光集中到了中間型炭微球上。MCMB碳具有好的質(zhì)量比容量(約300mA·h/g)和低的不可逆質(zhì)量比容量(約20 mA·h/g),而低成本的石墨具有高的質(zhì)量比容量(350 mA·h/g),但其不可逆質(zhì)量比容量(約50 mA·h/g)比MCMB碳的高,同時(shí)顯示出較高的容量衰減率,這對(duì)要求長(zhǎng)循環(huán),高體積比能量的動(dòng)力電池而言不太適合。且人造石墨和天然石墨活性較高,相對(duì)中間相產(chǎn)品其化學(xué)副反應(yīng)較多,熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性均不及中間相產(chǎn)品,中間相炭微球,又一次為鋰離子電池的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
從容量取勝、倍率取勝到循環(huán)取勝、穩(wěn)定取勝,中間相炭微球卓越的性能在鋰離子電池發(fā)展的不同時(shí)期大放異彩;從手機(jī)、數(shù)碼,到航模、電動(dòng)工具,再到電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電池,中間相炭微球在每一個(gè)領(lǐng)域都占據(jù)了一個(gè)不可或缺的地位。時(shí)至今日,各大鋰離子電池材料制造商再次將重點(diǎn)放在了中間相炭微球上,臺(tái)灣中鋼迅速擴(kuò)產(chǎn),大阪煤氣恢復(fù)中間相生產(chǎn)線等等,迎合新能源時(shí)代的到來,中間相炭微球以其卓越的性能再創(chuàng)輝煌。
鋰電池負(fù)極中間相炭微球漿料分散機(jī)
混合分散工藝在鋰離子電池的整個(gè)生產(chǎn)工藝中對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)影響度大于 30%,是整個(gè)生產(chǎn)工藝中*重要的環(huán)節(jié)。鋰離子電池的電極制造,正極漿料由粘合劑、導(dǎo)電劑、正極材料等組成;負(fù)極漿料則由粘合劑、石墨碳粉等組成。正、負(fù)極漿料的制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過程,而且在這個(gè)過程中都伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負(fù)極漿料中,顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動(dòng),因此在鋰離子電池生產(chǎn)中各極片材料的漿料的混合分散至關(guān)重要,漿料分散質(zhì)量的好壞,直接影響到后續(xù)鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量及其產(chǎn)品的性能。
鋰電池負(fù)極中間相炭微球漿料分散機(jī)
大部分的漿料都是屬于懸浮液體系。不穩(wěn)定的懸浮液在靜止?fàn)顟B(tài)下發(fā)生絮凝,并由于重力作用而很快分層,分散的目的就是要在產(chǎn)品的有效期內(nèi)抗絮凝、防止分層,維持懸浮顆粒的均勻分布,提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
2.2.1.1 懸浮液的絮凝理論
絮凝作用即是在靜態(tài)(由于布朗運(yùn)動(dòng))或動(dòng)態(tài)(在剪切力作用下條件下,通過顆粒碰撞引起顆粒數(shù)目減少的過程。膠體系統(tǒng)中,如不考慮穩(wěn)定劑,顆粒間的相互作用主要有范德華(Vander Waals)引力;伴隨著帶電顆粒的庫侖(Coulombic)力(斥力或引力)。這些力的起因截然不同,Derjaguin 和 Landau 在蘇聯(lián),Verwey 和 Overbeek 在荷蘭分別獨(dú)立的提出 DLVO 理論,構(gòu)成了親液分散體系中絮凝作用經(jīng)典理論的基礎(chǔ),闡述了膠體懸浮體系的穩(wěn)定性主要與膠體顆粒間上述兩個(gè)獨(dú)立的相互作用的相對(duì)距離有關(guān)。
2.2.1.2 懸浮液的分層理論
分層是分散相在外力(重力或離心力)作用下,在連續(xù)相中上浮或下沉的結(jié)果。在忽略布朗運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的靜態(tài)條件下,可用Stokes 定律來描述,即分散相球形顆粒由于重力的沉降速度 V 由下式確定:
式中
ρs -ρ為分散相與連續(xù)相的密度差,g 為重力加速度,d 為分散相顆粒直徑,μ為連續(xù)相的粘度。如果分散相顆粒的密度比連續(xù)相密度大,顆粒下沉,速度 V 為正值,反之,顆粒上浮,速度為負(fù)值。沉降速度大,漿料就容易分層。如果要保持體系穩(wěn)定,就必須降低沉降速度,對(duì)于特定的漿料可以通過減小分散相固體顆粒直徑 d。因?yàn)橹挥挟?dāng)粒徑減至連續(xù)相液體分子大小時(shí),顆粒才能穩(wěn)定、均勻地分散在液體中不發(fā)生分離。
通過以上的分析我們可以看出,要提高懸浮液的穩(wěn)定性,分散相顆粒的粒徑應(yīng)盡量細(xì)小。但應(yīng)該指出,根據(jù)前人所做的大量研究發(fā)現(xiàn),隨著顆粒粒度的減小,雖然顆粒由重力引起的分離作用變?yōu)榇我囊蛩兀怯捎陬w粒之間的間距減小,顆粒之間的結(jié)合力(范德華力等)起到了重要決定性作用。另外,當(dāng)顆粒直徑小于某一細(xì)小尺寸時(shí),此時(shí),顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)效應(yīng)就不能忽略了,所以由于細(xì)小顆粒的布朗運(yùn)動(dòng),而使得顆粒之間產(chǎn)生激烈地碰撞。若不加穩(wěn)定劑,這些情況都會(huì)導(dǎo)致顆粒團(tuán)聚,對(duì)體系的穩(wěn)定是不利的。所以漿料的分散中,顆粒粒徑并非越細(xì)越好,要視漿料的特性而定。分散就是要根據(jù)物料的特性與特點(diǎn),減小分散相顆粒的粒度,使其分布于一個(gè)較窄的尺寸范圍,并達(dá)到吸力與斥力的相互平衡,從而保證漿料體系的穩(wěn)定。
2.2.2 團(tuán)聚與分散的關(guān)系
漿料的團(tuán)聚是指原生的微細(xì)顆粒在制備、分散及存放過程中,相互連接、由多個(gè)顆粒形成較大的顆粒團(tuán)簇的現(xiàn)象。
顆粒在液相介質(zhì)中表現(xiàn)為分散和團(tuán)聚兩種基本的行為。顆粒在液體介質(zhì)中的團(tuán)聚是吸附與排斥共同作用的結(jié)果,其根源是顆粒間的相互作用力。在懸濁液體系中,粉體顆粒的團(tuán)聚是吸附和排斥共同作用的結(jié)果。如果吸附作用大于排斥作用,粉體顆粒團(tuán)聚;如果吸附作用小于排斥作用,粉體顆粒則分散。在液體介質(zhì)中,粉體顆粒受力情況較復(fù)雜,不僅有像范德華力、靜電力、表面張力、毛細(xì)管力等產(chǎn)生團(tuán)聚的吸引力,而且在粒子的表面,還會(huì)產(chǎn)生雙電層靜電作用、溶劑化膜作用、聚合物吸附層的空間保護(hù)作用等使納米顆粒趨向于分散的斥力作用。
顆粒在介質(zhì)中的穩(wěn)定分散一般包括以下過程:潤(rùn)濕、機(jī)械分散及分散穩(wěn)定。潤(rùn)濕通常指顆粒與顆粒之間的界面被顆粒與溶劑、分散劑等界面所取代的過程。機(jī)械分散是利用剪切力將大量顆粒細(xì)化、使團(tuán)聚體解聚、被潤(rùn)濕、包裹吸附的過程。分散穩(wěn)定是指將原生粒子或較小的團(tuán)聚體在靜電斥力、空間位阻斥力作用下來屏蔽范德華引力,使顆粒不再聚集的過程。團(tuán)聚體分散解聚的直接原因是受到剪切力和壓力的作用,剪切力在分散過程中起到了決定性的作用。
2.2.3 團(tuán)聚體變形與破裂
在研究流動(dòng)性質(zhì)隨時(shí)間和應(yīng)力的變化時(shí),一般要考察顆粒的結(jié)合與破裂。研究發(fā)現(xiàn),無論是顆粒的結(jié)合所必須得碰撞,還是多顆粒團(tuán)的破壞,都與顆粒大小有緊密的函數(shù)關(guān)系,也就是說,顆粒大小是影響流變和穩(wěn)定性的一個(gè)關(guān)鍵因素.
在層流狀態(tài)下,流體中的物料團(tuán)聚體受層流剪切力作用。不考慮團(tuán)聚體的重力作用,物料團(tuán)聚體受剪切力t的作用與表面張力σ的作用。剪切作用的切向分tt的作用效果是使團(tuán)聚體發(fā)生旋轉(zhuǎn)的主要原因,而法向分力tn和表面張力則在團(tuán)聚體的內(nèi)部分別產(chǎn)生壓差,這兩種壓差綜合作用的結(jié)果就是使團(tuán)聚體的內(nèi)部產(chǎn)生變形,在其原有裂紋的區(qū)域上就會(huì)產(chǎn)生
高的轉(zhuǎn)速和剪切率對(duì)于獲得超細(xì)微懸浮液是*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(chǔ)上又開發(fā)出ERS2000超高速分散機(jī)。其剪切速率可以超過100.00 rpm,轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到40m/s。在該速度范圍內(nèi),由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機(jī)可以使粒徑范圍小到納米級(jí)。剪切力更強(qiáng)粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度極高,無需其他輔助分散設(shè)備。
影響分散乳化均質(zhì)結(jié)果的因素有以下幾點(diǎn)
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(jié)構(gòu)(分為初齒,中齒,細(xì)齒,超細(xì)齒,約細(xì)齒效果越好)
4 物料在分散墻體的停留時(shí)間,乳化分散時(shí)間(可以看作同等的電機(jī),流量越小,效果越好)
5 循環(huán)次數(shù)(越多,效果越好,到設(shè)備的期限,就不能再好)
線速度的計(jì)算
剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對(duì)速率。
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-轉(zhuǎn)子 間距 (m)由上可知,剪切速率取決于以下因素:
– 轉(zhuǎn)子的線速率
– 在這種請(qǐng)況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。
IKN 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm速率V= 3.14 X D(轉(zhuǎn)子直徑)X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60
超高速分散機(jī)的高的轉(zhuǎn)速和剪切率對(duì)于獲得超細(xì)微懸浮液是*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(chǔ)上又開發(fā)出ERX2000超高速剪切分散機(jī)。其剪切速率可以超過200.00 rpm,轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到66m/s。在該速度范圍內(nèi),由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機(jī)可以使粒徑范圍小到納米級(jí)。剪切力更強(qiáng),乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度極高,無需其他輔助分散設(shè)備,可以達(dá)到普通的高壓均質(zhì)機(jī)的400BAR壓力下的顆粒大小.
超高速分散機(jī)是高效、快速、均勻地將一個(gè)相或多個(gè)相(液體、固體)進(jìn)入到另一互不相溶的連續(xù)相(通常液體)的過程的設(shè)備的設(shè)備。當(dāng)其中一種或者多種材料的細(xì)度達(dá)到微米數(shù)量級(jí)時(shí),甚至納米級(jí)時(shí),體系可被認(rèn)為均質(zhì)。當(dāng)外部能量輸入時(shí),兩種物料重組成為均一相。高剪切均質(zhì)機(jī)由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高切線速度和高頻機(jī)械效應(yīng)帶來的強(qiáng)勁動(dòng)能,使物料在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強(qiáng)烈的機(jī)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(zhì)機(jī)從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應(yīng)熟工藝和適量添加劑的共同作用下,瞬間均勻精細(xì)的分散乳化,經(jīng)過高頻管線式高剪切分散均質(zhì)乳化機(jī)的循環(huán)往復(fù),*終得到穩(wěn)定的高品質(zhì)產(chǎn)品。
超高速分散機(jī)應(yīng)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(jī)特別應(yīng)用于:
疫苗、
細(xì)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(jī)設(shè)備等級(jí):化工級(jí)、衛(wèi)生I級(jí)、衛(wèi)生II級(jí)、無菌級(jí)
超高速分散機(jī)電機(jī)形式:普通馬達(dá)、變頻調(diào)速馬達(dá)、防爆馬達(dá)、變頻防爆馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)
超高速分散機(jī)電源選擇: 380V/50HZ、220V/60HZ、440V/50HZ
超高速分散機(jī)材質(zhì):SUS304 、SUS316L 、SUS316Ti
超高速分散機(jī)表面處理:拋光、耐磨處理
超高速分散機(jī)進(jìn)出口聯(lián)結(jié)形式:法蘭、螺口、夾箍
超高速分散機(jī)標(biāo)準(zhǔn)流量(H2O)
輸出轉(zhuǎn)速
標(biāo)準(zhǔn)線速度
馬達(dá)功率
進(jìn)出口尺寸
型號(hào)
l/h
rpm
m/s
kW
ERX 2000/4
700
20000
66
2.2
DN25/DN15
ERX 2000/5
1,500
15,750
66
7.5
DN40 /DN 32
ERX 2000/10
5,000
10,950
66
22
DN50 / DN50
ERX 2000/20
10,000
7,300
66
37
DN80 /DN 65
ERX 2000/30
30,000
4,000
66
75
DN150 /DN 125
ERX 2000/50
50,000
3,000
66
160
DN200 /DN 150
1 表中上限處理量是指介質(zhì)為“水”的測(cè)定數(shù)據(jù)。
2 處理量取決于物料的粘度,稠度和*終產(chǎn)品的要求。
3 參數(shù)內(nèi)的各種型號(hào)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(shù)改動(dòng),定制而不同,正確的參數(shù)以提供的實(shí)物為準(zhǔn)
鋰電池負(fù)極中間相炭微球漿料分散機(jī)
中間相炭微球漿料分散機(jī),鋰電池中間相炭微球漿料分散機(jī),MCMB碳高速分散機(jī) -
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