Uusien energian varastointilaitteiden, kuten litiumin - ionin ja natrium -ionparistojen tuotantoketjussa, akun lietteen valmistus on avainvaihe lopputuotteen suorituskyvyn määrittämisessä. Akun lietteet koostuu aktiivisten materiaalien, johtavien aineiden, sideaineiden ja liuottimien seoksesta tietyissä mittasuhteissa. Sen tasainen dispersio ja vaahto - Vapaat ominaisuudet liittyvät suoraan elektrodipinnoitteen laatuun. Kuplien läsnäolo lietissä voi johtaa vikoihin, kuten elektrodilevyissä oleviin pin reikiin ja pinnoitusväleihin, vähentäen elektroditiheyttä, mikä vaikuttaa akun varauksen ja purkaustehokkuuden ja syklin käyttöikään ja jopa turvallisuusriskien aiheuttamiseen. Perinteiset defoaming -menetelmät, kuten tyhjiön defoaming ja kemiallisten defoamerien lisääminen, ovat joko tehottomia ja energiaa - intensiivisiä tai voivat aiheuttaa epäpuhtauksia, jotka vaikuttavat akun suorituskykyyn. Tätä taustaa vasten ultraäänitekniikka, jolla on korkea tehokkuus, ympäristöystävällisyys ja nolla toissijainen pilaantuminen, on tullut innovatiivinen ratkaisu akun lietteen puhdistamiseen.
II. Ultraääni -akun lietteen pääperiaate
Ultraääni -defoaming -tekniikka hyödyntää kavitaation ja tärinänsiirron kaksoisvaikutuksia akun lietteen kuplien tehokkaaseen eliminoimiseksi. Sen perusperiaatteet voidaan jakaa kolmeen avainprosessiin:
1. Kavitaatiovaikutus: "Mikro - Räjähdys" Kuplan tuhoaminen
Kun ultraääniaaltoja (tyypillisesti taajuudella 20 kHz - 1MHz) levitetään akun liettejärjestelmään, ne tuottavat jaksollisia painevaihteluita lietteen sisällä - lennonpoistojen puristus- ja harvinaisvaiheiden välillä. Harvinaisvaiheessa lietteen paine putoaa voimakkaasti, muodostaen suuren määrän pieniä tyhjiöonteloita (kavitaatiokuplia). Nämä kavitaatiokuplat imevät nopeasti ympäröivät kuplat (mukaan lukien mikroni - ja jopa nanometri - kokoiset kuplat) aiheuttaen niiden tilavuuden jatkuvasti. Myöhemmin puristusvaiheen aikana paine lietteessä nousee nopeasti. Paineen alla kavitaatiokuplat supistuvat nopeasti ja impesivät, aiheuttaen paikallista ohimenevää korkeaa painetta (jopa tuhansia ilmakehää) ja korkean lämpötilan (jopa tuhansia celsiusastetta), joihin liittyy voimakkaita iskuaaltoja ja mikro -suihkukoneita. Tämä "mikro - räjähdys" - Kuten repeämäprosessi hajottaa suoraan adsorboituneet kuplat erittäin pieniksi kupla -ytimiksi. Nämä ytimet, jotka ovat liian pieniä vakauden ylläpitämiseksi, sulautuvat nopeasti ympäröivään lietteen tai paeta järjestelmästä saavuttaen defoaming -vaikutuksen.
2. Värähtelynsiirto: Ohjattu kuplan siirtyminen ja paeta
Kun ultraääni etenee lietteen läpi, se indusoi myös korkeat - taajuusvärähtelyt lietteen molekyyleissä ja hiukkasissa (värähtelyn taajuus vastaa ultraäänitaajuutta). Tämä värähtely häiritsee kuplien vakaan tasapainon lietteen sisällä. Aikaisemmin aktiivisten materiaalihiukkasten pintaan kiinnitetyt kuplat tai "sidottu" lietteen viskositeetti vahvistaa kineettistä energiaa värähtelyn vaikutuksesta, vapautuu niiden kiinnityspisteistä ja siirtyen kohti lietteen pintaa. Lisäksi värähtely vähentää lietteen paikallista viskositeettia, vähentäen kuplan kulkeutumisen vastustuskykyä ja kuplan aggregaation kiihdyttämistä ja pakenemista. Tämä värähtely - Avustetun siirtymisvaikutus on erityisen tärkeä korkean - viskositeetin akun lietteille (kuten litium - ionin akun katodin lietteet, joiden viskositeetti on yleensä 1000 - 5000mpa ・ s). Se voi tehokkaasti ratkaista kupla -poistumisen ongelman korkeasta - viskositeetin lietteet perinteisen tyhjiön defoamingin aikana.
3. Toissijainen hajonta: Kuplan uudistumisen estäminen
Toisin kuin kemialliset defoamerit, ultraäänitekniikka ei pelkästään defoamia, vaan myös sekundaarinen hajottelee lietteen hiukkaset. Ultraääni värähtely ja kavitaatiovaikutus hajottaa kaiken aktiivisen materiaalin ja johtavan aineen aggregaatit lietteen luomalla yhtenäisempi dispersio. Tämä dispersio vähentää "tyhjiöitä", jotka muodostuu hiukkasten agglomeraatiosta. Nämä tyhjät voivat helposti vangita ilmaa ja muodostaa uusia kuplia. Hiukkasten tasainen dispersio täyttää nämä tyhjiöt vähentäen toissijaisen kuplan muodostumisen todennäköisyyttä lähteellä. Tämä saavuttaa "Defoaming + Dispersion" -elokuvan kaksoisvaikutukset, mikä parantaa lietteen laatua edelleen.
III. Ultraääni -defoaming -tekniikan ydinedut
Verrattuna perinteisiin defoaming -menetelmiin, ultraäänitekniikka on merkittäviä teknisiä etuja akun lietteessä, joka voidaan tiivistää seuraavissa neljässä pisteessä:
Kello 1. Korkearahoitustehokkuus ja laaja sovellusalue
Ultraääni -defoaming on lyhyt kesto (tyypillisesti yksi käsittely kestää vain muutaman minuutin tai kymmenen minuutin, huomattavasti vähemmän kuin tyhjiöfoamingiin tarvittavat kymmeniä minuutteja) ja se voi poistaa pienet kuplat (mukaan lukien nano - kokoiset kuplat), joita on vaikea poistaa perinteisillä menetelmillä. Olipa se matala - viskositeetin anodi liette (kuten litiumin - ioniakujen grafiittimetriä), korkea - viskositeettikatodiliette tai lietteet, jotka sisältävät erikoistuneita aktiivisia materiaaleja, kuten kovaa hiiltä ja prussin valkoista natrium -ioniakkuja varten, ultraäänitekniikka tarjoaa tehokkaan defoamingin. Sovellettavat lietteet vaihtelevat 100–10 000 MPa · s, joka kattaa nykyisten valtavirran energian varastointiparistojen lietteiset järjestelmät. 2. vihreä ja pilaantuminen - Ilmainen, varmistaen akun suorituskyvyn
Ultraääni -defoaming on fysikaalinen defoaming -menetelmä, joka ei vaadi kemiallisia defoaming -aineita, välttäen pohjimmiltaan akkujäännöksen defoamingin kielteisiä vaikutuksia akun suorituskykyyn. Perinteisten kemiallisten defoamerien orgaaniset komponentit voivat reagoida aktiivisten materiaalien elektrodien kanssa tai hajottaa akun pyöräilyn aikana, tuottaa kaasuja ja johtaa kapasiteetin heikkenemiseen. Ultraäänitekniikka puolestaan rikkoo vain fyysisesti kuplia muuttamatta lietteen kemiallista koostumusta maksimoimalla siten akun sähkökemiallisen ja turvallisuussuorituskyvyn. Lisäksi tämä tekniikka ei tuota jätevettä tai pakokaasua, mikä on yhdenmukainen uuden energiateollisuuden "vihreän valmistuksen" kehitysfilosofian kanssa.
3. Vahva prosessien yhteensopivuus ja helppo integraatio tuotantolinjoihin
Ultraäänilaitteet ovat suhteellisen kompakteja ja ne voidaan integroida joustavasti olemassa oleviin lietteen valmistustuotantolinjoihin. Sitä voidaan käyttää itsenäisenä defoaming -yksikönä, joka on asennettu lietteen sekoitussäiliön ja päällystyskoneen väliin. Se voidaan yhdistää myös sekoituslaitteeseen integroidun "sekoittamisen + ultraääni defoaming" -järjestelmän muodostamiseksi, mikä mahdollistaa samanaikaisen lietteen valmistuksen ja defoamingin. Lisäksi ultraäänilaitteiden parametreja (kuten taajuus, teho- ja käsittelyaika) voidaan säätää tarkasti automatisoidun ohjausjärjestelmän avulla, mikä mahdollistaa poistoprosessin optimoinnin eri lietteiden formulaation ja ominaisuuksien (kuten aktiivisen ainestyypin, viskositeetin ja kiinteiden sisällön) perusteella, sopeutumalla tuotantolinjan joustavuusvaatimuksiin.
4. Alennettujen tuotantokustannusten ja parantunut tuotannon vakaus
Pitkän - aikavälin käyttökustannusten suhteen ultraääni -defoaming kuluttaa vähemmän energiaa kuin tyhjiön defoaming (mikä vaatii jatkuvaa korkeaa tyhjiötasoa ja kuluttaa paljon energiaa) ja eliminoi kemiallisten defoamerien hankinta- ja lisäkustannukset. Tuotannon stabiilisuuden suhteen ultraääni defoaming tarjoaa vakaan defoaming -vaikutuksen, jota lievittävät erävariaatiot ja ympäristön lämpötilan ja kosteuden muutokset. Tämä vähentää elektrodiromunopeutta, joka johtuu epätäydellisestä defoamisesta, parantaen tuotantolinjan satoa ja stabiilisuutta. Joidenkin akkujen valmistajien sovellustiedot osoittavat, että ultraäänien defoaming -tekniikan käyttö on vähentänyt elektrodin reikävaurioiden määrää 30%- 50%, lisääntynyt akunjakson käyttöikä (1c lataus ja purkaus) 10%- 15%ja vähentäneet kokonaistuotantokustannuksia 8%- 12%.