Во производниот ланец на нови уреди за складирање на енергија, како што се литиум - јон и натриум - јонски батерии, подготовката на кашеста маса на батеријата е клучен чекор за одредување на перформансите на финалниот производ. Кашеста маса на батеријата се состои од мешавина на активни материјали, спроводливи агенси, врзива и растворувачи во специфични пропорции. Неговата униформа дисперзија и бесплатните својства на пена - се директно поврзани со квалитетот на обвивката за електрода. Присуството на меурчиња во кашеста маса може да доведе до дефекти како што се дупки и празнини во облогата во листовите на електрода, да се намали густината на електродата, да влијае на ефикасноста на полнењето и празнењето на батеријата и животот на циклусот, па дури и да претставува безбедносни ризици. Традиционалните методи за декоамирање, како што се вакуумско декоамирање и додавање на хемиски дефоамери, се или неефикасни и енергетски - интензивни, или може да воведат нечистотии што влијаат на перформансите на батеријата. Наспроти оваа позадина, ултразвучната технологија, со својата висока ефикасност, пријателството на животната средина и нулта секундарно загадување, стана иновативно решение за декомирање на кашеста маса.
Ii. Основниот принцип на ултразвучно декоамирање на кашеста батерија
Технологијата на ултразвучно декоамирање ги користи двојните ефекти на преносот на кавитација и вибрациите за ефикасно елиминирање на меурчиња во кашеста маса на батеријата. Неговите основни принципи можат да се поделат на три клучни процеси:
1. Ефект на кавитација: „Микро - експлозија“ уништување на меурчиња
Кога ултразвучните бранови (обично со фреквенција од 20kHz - 1MHz) се применуваат на системот за кашеста маса на батеријата, тие произведуваат периодични флуктуации на притисок во кашестата кашеста маса - алертирајќи се помеѓу фазите на компресија и рафакција. За време на фазата на ренерција, притисокот во кашеста маса нагло паѓа, формирајќи голем број на ситни вакуумски шуплини (меурчиња за кавитација). Овие меурчиња за кавитација брзо ги апсорбираат околните меурчиња (вклучително и микрон -, па дури и нанометар - меурчиња со големина), предизвикувајќи нивниот волумен постојано да се зголемува. Последователно, за време на фазата на компресија, притисокот во кашеста маса брзо се зголемува. Под притисок, меурчињата за кавитација брзо се склучуваат и експлодираат, создавајќи локализиран минлив висок притисок (до илјадници атмосфери) и висока температура (до илјадници степени Целзиусови), придружени со интензивни шок бранови и микро - авиони. Овој „микро - експлозија“ - како процесот на руптура директно ги пробива adsorbed меурчиња во екстремно мали јадра на меурчиња. Овие јадра, кои се премногу мали за да ја одржат стабилноста, брзо се спојуваат со околната кашеста маса или да избегаат од системот, постигнувајќи ефект на декоамирање.
2. Пренесување на вибрации: Режија миграција на меурчиња и бегство
Кога ултразвукот се шири низ кашеста маса, тој исто така предизвикува високи - фреквентни вибрации во молекулите и честичките во кашеста маса (фреквенцијата на вибрациите одговара на ултразвучната фреквенција). Оваа вибрација ја нарушува стабилната рамнотежа на меурчиња во кашеста маса. Меурчиња претходно прикачени на површината на активните материјални честички или „врзани“ од вискозноста на кашеста маса добиваат кинетичка енергија под дејство на вибрации, кршејќи се од нивните точки на прицврстување и мигрираат кон кашеста површина. Понатаму, вибрациите ја намалуваат локалната вискозност на кашеста маса, намалувајќи ја отпорноста на миграцијата на меурчиња и забрзувањето на агрегацијата на меурчиња и бегството. Оваа вибрација - Помош -миграцискиот ефект е особено важен за високи - пазуви за батерии на вискозност (како што се литиум - јонска катода на катодата, кои обично имаат вискозност од 1000 - 5000mpa ・ s). Може ефикасно да го реши проблемот со бегство од меур од високи - вискозност на вискозност за време на традиционалното декоамирање на вакуум.
3. Секундарна дисперзија: Спречување на регенерација на меурчиња
За разлика од хемиските дефоамери, ултразвучната технологија не само што ги дефорира, туку и секундарното ги распрснува честичките во кашеста маса. Ефектот на ултразвучно вибрации и кавитација раскинуваат какви било активни материјали и спроводливи агенти агрегати во кашеста маса, создавајќи повеќе униформа дисперзија. Оваа дисперзија ги намалува „празнините“ формирани со агломерација на честички. Овие празнини можат лесно да стапат во воздух и да формираат нови меурчиња. Единствената дисперзија на честичките ги исполнува овие празнини, намалувајќи ја веројатноста за производство на секундарна меур на изворот. Ова ги постигнува двојните ефекти на „декоаминг + дисперзија“, што дополнително го подобрува квалитетот на кашеста маса.
Iii. Основни предности на технологијата на ултразвучно декоамирање
Во споредба со традиционалните методи за декоамирање, ултразвучната технологија покажува значителни технички предности во декоамирањето на кашеста маса, што може да се сумира во следниве четири точки:
1. висока ефикасност на декоамирање и широк опсег на примена
Ултразвучното декоамин има кратко времетраење (обично на еден третман трае само неколку минути до десет минути, значително помалку од десетици минути потребни за вакуумско декомирање) и може да ги елиминира ситните меури (вклучително и меурчиња со големина на нано -) кои е тешко да се отстранат со традиционалните методи. Без разлика дали е ниско - каша од анода на вискозност (како што е графитска кашеста маса за литиум - јонски батерии), висока - каква од катода на вискозност, или кашеста маса што содржи специјализирани активни материјали, како што се тврдо јаглерод и пруски бело за натриум - јонски батерии, ултразвучна технологија дава ефикасно декорирање. Применливите каса се движат од 100 до 10,000 MPa · s, опфаќајќи ги кашеста маса на тековните батерии за складирање на мејнстрим енергија. 2. Зелена и загадување - Бесплатно, обезбедувајќи перформанси на батеријата
Ултразвучното декоамирање е метод на физичко декоалирање, кој не бара средства за хемиско декоацирање, фундаментално избегнувајќи го негативното влијание на остатокот од агент за декоамирање врз перформансите на батеријата. Органските компоненти во традиционалните хемиски дефоамери можат да реагираат со активни материјали на електрода или да се распаѓаат за време на велосипедизмот на батеријата, производство на гасови и доведува до деградација на капацитетот. Ултразвучната технологија, од друга страна, само физички крши меурчиња без да се менува хемискиот состав на кашеста маса, со што се максимизираат електрохемиските и безбедносните перформанси на батеријата. Понатаму, оваа технологија не произведува отпадни води или издувни гасови, усогласувајќи се со филозофијата за развој на „зелено производство“ на новата енергетска индустрија.
3. Силна компатибилност на процесите и лесна интеграција во производните линии
Ултразвучната опрема за декоамирање е релативно компактна и може да биде флексибилно интегрирана во постојните линии за производство на подготовка на кашеста маса. Може да се користи како самостојна единица за декомирање, инсталирана помеѓу резервоарот за мешање на кашеста маса и машината за обложување. Исто така, може да се комбинира со уред за мешање за да се формира интегриран систем „мешање + ултразвучно декоамирање“, овозможувајќи истовремено подготовка и декоамирање на кашеста маса. Понатаму, параметрите на ултразвучна опрема (како што се фреквенцијата, моќта и времето на обработка) можат прецизно да се прилагодат преку автоматски систем за контрола, дозволувајќи им на процесот на декоамирање да се оптимизира врз основа на формулацијата и карактеристиките на различните кашеста маса (како што се типот на активна состојка, вискозноста и содржината на цврсти материи), адаптирајќи се на барањата за флексибилност на производната линија.
4 Намалени трошоци за производство и подобрена стабилност на производството
Во однос на долгите трошоци за оперативни трошоци, ултразвучното декоамин троши помалку енергија од вакуумското декоамирање (за што е потребно континуирано високо ниво на вакуум и троши многу енергија) и ги елиминира набавките и трошоците за додавање на хемиски дефоамери. Во однос на стабилноста на производството, ултразвучното декоамирање нуди стабилен ефект на декоамирање, помалку под влијание на варијациите на сериите и промените во температурата на околината и влажноста. Ова ја намалува стапката на отпад на електродата предизвикана од нецелосно декоатирање, подобрување на приносот и стабилноста на производната линија. Податоците за апликација од некои производители на батерии покажуваат дека употребата на ултразвучна технологија за декоамирање ги намали стапките на дефект на електродата за дефект на електродата за 30%- 50%, зголемен живот на циклусот на батеријата (1C полнење и празнење) за 10%- 15%, а ги намали вкупните трошоци за производство за 8%- 12%.