在正、負極漿料中， 顆粒狀活性物質的分散性和均勻性直接影響鋰離子在電池兩極間的運動。等人對鋰電池漿料的混合分散技術進行了深入的研究，提出鋰電池漿料的均勻分散對提高鋰電池的性能具有很大的影響。目前，常用行星混合設備對鋰電池漿料進行混合分散，這種宏觀尺度的隨機性混合分散形式，不僅存在混合不徹底問題，而且時間長，效率低。這對于我國鋰電池產(chǎn)業(yè)高速增長的態(tài)勢以及動力鋰電池的高度均勻一致性要求，是不能滿足的。
 

混合分散工藝在鋰離子電池的整個生產(chǎn)工藝中對產(chǎn)品的品質影響度大于 30%，是整個生產(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、導電劑、正極材料等組成；負極漿料則由粘合劑、石墨碳粉等組成。正、負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,而且在這個過程中都伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負極漿料中，顆粒狀活性物質的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運動，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重要，漿料分散質量的好壞，直接影響到后續(xù)鋰離子電池生產(chǎn)的質量及其產(chǎn)品的性能。

目前傳統(tǒng)的鋰離子電池漿料的制備都是在雙行星分散設備中完成的。盡管目前在小型電池生產(chǎn)技術上已日趨成熟，但目前鋰離子電池的生產(chǎn)過程中，電池的一致性控制仍然是鋰離子電池制作的技術難點，尤其是對于大容量、大功率的動力型鋰離子電池。另外，隨著鋰離子電池材料的不斷進步，原材料顆粒粒徑越來越小，這不僅提高了鋰離子電池性能，也非常容易形成二級團聚體，從而增加了混合分散工藝的難度。

高剪切分散可有以下兩種方式：

一為上圖所示，在雙行星攪拌預混后添加高剪切設備把漿料中顆粒團聚進行破碎，細化和對粒徑分布范圍進行收縮，提高漿料的分散性和均一性。部分廠家儲能電池漿料的生產(chǎn)也會用到膠體磨，相對于動力電池，儲能電池對漿料的要求相對較低。

二是用粉液混合機代替雙行星進行漿料的初步混合，如下圖。混合機的喂料可以通過在機器入口處安裝的漏斗來進行一定順序的加入。粉體喂料時可以完全手動，也可以選擇半自動或全自動操作，同時也可以選擇輸送機、氣動裝貨設備或是其他的傳輸設備。儲料罐中的刮邊攪拌機一方面是對固含量不斷提高的漿料進行均勻，另一方面可以加速漿料的流動，以提高分散效率，節(jié)省循環(huán)的時間。

鋰電池漿料的特性分析

鋰電池漿料一般由電極活性材料、導電劑、粘結劑及分散劑分散均勻而成。漿料體系屬于典型的高粘稠固液兩相懸浮液。隨著現(xiàn)代科學技術的進步，鋰電池漿料中對電極活性材料的粒徑的要求越來越高，有向納米級粒徑方向發(fā)展的趨勢。而隨著粒徑的越來越小，在鋰電池漿料的混合分散過程中，漿料中的電極活性材料很容易形成二級團聚體，從而使鋰電池漿料產(chǎn)生嚴重的團聚現(xiàn)象，影響鋰電池的電化學性能。

高精密超剪切分散設備

為高精密超剪切分散設備的定轉子外形及工作原理圖。定轉子經(jīng)過嚴格的有限元建模分析，確定其可靠的穩(wěn)定性，同時結合考慮了鋰電池漿料分散特性的具體要求。高精密超剪切分散設備的工作原理為：轉子帶動葉片高速旋轉產(chǎn)生強大的離心力場，在轉子中心形成很強的負壓區(qū)，鋰電池漿料從定轉子中心被吸入，在離心力的作用下，漿料由中心向四周擴散。在向四周擴散的過程中，漿料首先受到葉片的攪拌，并在葉片端面與定子齒圈內(nèi)側窄小間隙內(nèi)受到剪切，然后進入內(nèi)圈轉齒與定齒的窄小間隙內(nèi)，在機械力和流體力學效應的作用下，產(chǎn)生很大的剪切、摩擦、撞擊作用而使?jié){料中顆粒破碎、團聚解聚。隨著轉齒的線速度由內(nèi)圈向外圈逐漸增高，鋰電池漿料在向外圈運動過程中受到越來越強烈的剪切、摩擦、沖擊和碰撞等作用而被分散的越來越細，從而達到混合分散的目的。同時，在轉子中心負壓區(qū)，漿料內(nèi)會出現(xiàn)大量的氣泡瞬時產(chǎn)生和破滅形成空穴現(xiàn)象，從而產(chǎn)生很強的沖擊波和射流作用，使?jié){料團聚體解聚并分散，有利于形成均一穩(wěn)定的鋰電池漿料，從而提高鋰電池電化學性能。

 依肯高剪切設備具有的獨特技術優(yōu)勢

高剪切分散乳化設備的技術優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下 4個方面——

1，同直徑轉子轉速相較其它廠家2900轉左右高出約三倍：

      立式分體式結構，運行時間長，不易造成軸的偏心，容易更換，而且只要更換相應的皮帶，一般的人員可以操作。立式分體結構，通過皮帶傳動，并實現(xiàn)加速，加速比為3：1，以ERS2000-4為例正常50HZ頻率下轉速為7890RPM,外加變頻可達13789RPM。。ERS2000/4轉子的直徑為55mm。

由此可得線速度

V₁= 3.14X0.055X7890/60 =23 M/S

V₂=3.14X0.055X13789/60=40 M/S

2，轉子結構更精密并有獨特設計,使之剪切作用力更大，剪切效果更好。

   IKN定轉子的間距可做到0.2-0.3mm，齒縫間距1mm.

  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F (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：

– 轉子的線速度

– 轉子-定子間距

   結合1，2中的數(shù)據(jù)可得:

   F₁=（23/0.25）X1000=92000 S^-1

  F₂=（40/0.25）X1000=160000 S^-1  

   _{普通轉速為3000RPM的機型大約在 14293-21544 S}^-1

3，德國進口雙端面機械密封擁有獨特結構和特殊材質保證高速運轉和長使用壽命

滿足以下條件使得機械密封的使用壽命更長:

- 可允許的壓力比率

- 充份的冷卻和濕度

- 材料的合適搭配.

ikn密封件為雙端面集裝式密封，耐壓性好，超高轉速下?lián)碛袃?yōu)異的密封表現(xiàn)。配有壓力平衡罐，充入適當壓力可保證機封上下端面受力平衡，同時運轉時可通過自身偏心結構的帶來的泵環(huán)效應和熱虹吸效應實現(xiàn)冷卻水的自動循環(huán)。該循環(huán)系統(tǒng)為獨立系統(tǒng)，與外界無接觸，平衡罐內(nèi)冷卻液可選純化水或合適的溶劑，有效避免普通自來水冷卻壓力不穩(wěn)和含有少量顆粒雜質對機封帶來的損壞。

4，中試型乳化分散機與大型工業(yè)管線式量產(chǎn)機型配置基本相同。

各種工作頭的種類及相應線速度相同，中試過程中的工藝參數(shù)在工業(yè)化后之后不用重新調整，從而將機器型號升級到工業(yè)化的過程中的風險降到*低。

鋰電池漿料超剪切分散機及生產(chǎn)工藝 ,鋰電池正極漿料分散機鋰電池負極漿料超高剪切分散機，