El método de preparación de la lechada de cátodo de batería

Proceso de preparación del electrodo húmedo

Se utilizó un mezclador planetario doble como electrodo catódicoEquipos de preparación de lodos. Primero, prepare pegamento de fluoruro de polivinilideno (PVDF). Use un tanque de mezcla común para verter primero una cierta cantidad de solvente NMP (N-metilpirrolidona), agregue el aglutinante en polvo PVDF de acuerdo con el contenido sólido diseñado y agite durante 4 a 6 horas para obtener pegamento PVDF. La cola PVDF es un líquido incoloro, transparente y con cierta viscosidad, pudiendo controlarse su contenido en sólidos entre un 5% y un 10% según necesidades. Generalmente es necesario aspirar la solución de pegamento preparada y dejarla reposar durante más de 12 horas para eliminar las burbujas generadas durante el proceso de agitación. Luego, una cierta cantidad se entrega al mezclador de preparación de lechada a través de una bomba dosificadora a través de una tubería sellada. Agregue el agente conductor SP y haga girar el mezclador y gire al mismo tiempo. La velocidad de revolución se establece en (25 ± 5) r/min, la velocidad de autorrotación se establece en (500 ± 50) r/min y la pulverización NMP es asistida, de modo que el SP de densidad extremadamente ligera se pueda mezclar completamente en el pegamento PVDF. El tiempo de agitación es de 1 h.

Finalmente, rocíe todo el solvente NMP restante en el mezclador, aumente la velocidad de agitación, la velocidad de rotación es (35 ± 5) r/min y la velocidad de revolución es (800 ± 50) r/min. Después de agitar durante 10-30 min, aumentar la velocidad de revolución a (1300 ± 50) r/min y agitar durante 1,5 h para completar la preparación de la suspensión. La lechada preparada debe transferirse a un tanque de transferencia para un tratamiento antiespumante al vacío antes de su uso.

Proceso de preparación de electrodos semisecos

Primero, agregue todos los materiales principales del electrodo cátodo (como NCM o LFP, etc.) y el agente conductor SP al mezclador planetario doble, solo encienda el equipo para la revolución, ajuste la velocidad a (25 ± 5) r/min y revuelva el polvo durante 30 min.

En segundo lugar, según el efecto humectante del material principal, el contenido sólido de amasado correspondiente se diseña y controla entre 68% y 72%. Según el contenido sólido de amasado diseñado, agregue una cierta cantidad de pegamento PVDF y una cantidad adecuada de solvente. Considerando la capacidad del equipo y evitando que el equipo se dañe debido a una operación de carga alta, puede ser apropiado realizar un amasado previo de un solo paso, es decir, colocar la paleta de giro en reversa, la velocidad de rotación es (10 ± 2 ) r/min, y el tiempo es 15 min. Después de que el equipo se adapte al estado de agitación del polvo y el pegamento en el tanque, pase al paso más crítico de este proceso: amasar, ajuste la velocidad de revolución a (25 ± 5) r/min y el tiempo de amasado a 1 h. . En este momento, la suspensión presenta un estado pastoso de alta viscosidad que no fluye. Luego agregue el pegamento restante y una cantidad adecuada de solvente NMP, inicie la mezcladora para dispersar, ajuste la velocidad de rotación a (1200 ± 50) r/min, mantenga la velocidad de revolución sin cambios y revuelva durante 1 h.

Finalmente, de acuerdo con el contenido sólido diseñado por la fórmula de la suspensión, agregue el solvente NMP restante, aumente aún más la velocidad de dispersión a (1350 ± 50) r/min, mantenga constante la velocidad de revolución y continúe agitando durante 1 h para completar la suspensión. preparación. Transfiera la suspensión a un tanque de transferencia para el tratamiento antiespumante al vacío y el grado de vacío no exceda los -85 kPa.

Proceso de preparación del electrodo seco

En comparación con el electrodo húmedo o el electrodo semiseco, este método simplifica aún más el proceso de pulpa y acorta aún más el tiempo del proceso. El electrodo seco omite el proceso de preparación del pegamento y utiliza el método de mezcla seca pura y agitación previa para mezclar el polvo antes de convertirlo en pulpa. También adopta un mezclador planetario doble como equipo de despulpado.

Primero, agregue el 50 % del material principal del cátodo electrodo (como NCM o LFP, etc.), el agente conductor SP, el aglutinante PVDF y el 50 % del material principal del cátodoelectrodo en el mezclador en secuencia. Mantenga la velocidad de revolución (5±1) r/min durante el proceso de alimentación. Una vez completada la alimentación, inicie la premezcla de mezcla seca, ajuste la velocidad de revolución para que funcione a la velocidad inversa (7 ± 1) r/min y detenga temporalmente la dispersión de rotación. Después de 5 minutos, cambie a mezcla seca normal, ajuste la velocidad de revolución (13 ± 1) r/min, la velocidad de rotación (400 ± 2) r/min y revuelva durante 0,5 h. Es necesario garantizar que la mezcla en seco pueda mezclar completamente el material principal del electrodo cátodo, el agente conductor SP y el polvo de PVDF aglutinante, para evitar la imposibilidad de obtener la suspensión estable final después de agregar el disolvente en el siguiente paso.

En segundo lugar, rocíe el polvo uniformemente disperso con solvente NMP, agregue solvente NMP en el primer paso, diseñe un contenido de sólidos adecuado de acuerdo con la capacidad del equipo y consulte el efecto del paso de amasado semiseco, y generalmente contrólelo en aproximadamente 70%. . El paso de humectación para ingresar al polvo se basa principalmente en la agitación por revolución, y la velocidad de revolución se establece en (15 ± 5) r/min, complementada con una rotación de (150 ± 2) r/min, agitando durante 1,5 h. En este momento, la suspensión se encuentra en un estado líquido espeso con alta viscosidad. Agregue el disolvente NMP restante, diluya y revuelva durante 10 a 15 minutos. La velocidad de revolución permanece sin cambios y la velocidad de rotación aumenta a (500 ± 5) r/min. Si es necesario, se pueden agregar nanotubos de carbono (CNT) de pegamento conductor antes de pulverizar NMP en este paso.

Finalmente, ingrese al paso de reducción de la viscosidad de la dispersión a alta velocidad. Mantenga la velocidad de revolución (15 ± 5) r/min sin cambios y aumente la velocidad de rotación a (1200 ± 50) r/min. Después de agitar durante 2 horas, reduzca la velocidad y revuelva lentamente (velocidad de revolución (10 ± 1) r/min, velocidad de rotación (200 ± 5) r/min) para enfriar y completar la preparación de la suspensión.

Proceso de preparación del electrodo de infiltración de solvente

Integrando procesos secos y húmedos, la suspensión se prepara mediante el "proceso húmedo sin pegamento". Ya sea que se considere desde la perspectiva de la simplificación del proceso o del tiempo del proceso, tiene ventajas obvias. Es importante considerar la estabilidad de la suspensión final.

Primero, una cierta cantidad de disolvente NMP, el 50% del material principal del cátodo electrodo (como NCM o LFP), agente conductor SP y 50% del material principal del cátodoLos electrodos se agregan secuencialmente al mezclador planetario doble de acuerdo con el contenido de sólidos del 70%. Agregue CNT de pegamento conductor si es necesario. Durante el proceso de alimentación, la velocidad de revolución se mantuvo a (5 ± 2) r/min. Una vez completada la alimentación, la velocidad de revolución se aumentó gradualmente a (15 ± 2) r/min y se realizó una agitación previa durante 5 minutos.

En segundo lugar, ingrese directamente al paso de dispersión de alta velocidad, la velocidad de revolución es (25 ± 5) r/min, la velocidad de dispersión es (1350 ± 50) r/min, agite durante 1,5 h y mantenga el grado de vacío. no superior a -80 kPa.

Finalmente, coloque polvo de PVDF, rocíe y agregue el solvente NMP restante y, si es necesario, agregue pegamento conductor CNT. Mantenga constante la velocidad de revolución y primero use la velocidad de rotación de 900 r/min para agitar durante 5 a 10 minutos. Una vez finalizado, ingrese al segundo paso de dispersión a alta velocidad, aumente la velocidad de rotación a (1350 ± 50) r/min y complete la preparación de la suspensión después de 2 horas de dispersión.