In de productieketen van nieuwe energieopslagapparaten zoals lithium - ionen en natrium - ionbatterijen, is de bereiding van batterijslurry een belangrijke stap bij het bepalen van de prestaties van het eindproduct. Batterijslurry bestaat uit een mengsel van actieve materialen, geleidende middelen, bindmiddelen en oplosmiddelen in specifieke verhoudingen. De uniforme dispersie en schuim - vrije eigenschappen zijn direct gerelateerd aan de kwaliteit van de elektrodecoating. De aanwezigheid van bubbels in de slurry kan leiden tot defecten zoals pinholes en coatinghiaten in de elektrodenbladen, waardoor de elektrodedichtheid wordt verminderd, de lading en ontladingsefficiëntie van de batterij en de levensduur van de cyclus beïnvloeden, en zelfs de veiligheidsrisico's opleveren. Traditionele defoaming -methoden, zoals vacuümdefoaming en de toevoeging van chemische defoamers, zijn inefficiënt en energie - intensief, of kunnen onzuiverheden introduceren die de prestaties van de batterij beïnvloeden. Tegen deze achtergrond is ultrasone technologie, met zijn hoge efficiëntie, milieuvriendelijkheid en nul secundaire vervuiling, een innovatieve oplossing geworden voor batterijslurry -defoaming.
II. Het kernprincipe van ultrasone batterijslurry defoaming
Ultrasone defoaming -technologie maakt gebruik van de dubbele effecten van cavitatie en trillingstransmissie om bubbels in batterijslurry efficiënt te elimineren. De kernprincipes kunnen worden onderverdeeld in drie belangrijke processen:
1. Cavitatie -effect: "Micro - explosie" bubbelvernietiging
Wanneer ultrasone golven (meestal met een frequentie van 20 kHz - 1MHz) worden aangebracht op een batterijslurry -systeem, produceren ze periodieke drukschommelingen in de slurry - alternerend tussen compressie en zeldzaamheidsfasen. Tijdens de rarefactiefase daalt de druk in de slurry scherp en vormt een groot aantal kleine vacuümholten (cavitatiebellen). Deze cavitatiebellen absorberen snel omliggende bubbels (inclusief Micron - en zelfs nanometer - Grote bubbels), waardoor hun volume continu toeneemt. Vervolgens stijgt tijdens de compressiefase de druk in de slurry snel. Onder de druk samentrekken de cavitatie -bubbels snel en imploderen ze gelokaliseerde voorbijgaande hoge druk (tot duizenden atmosferen) en hoge temperatuur (tot duizenden graden Celsius), vergezeld van intense schokgolven en micro - jets. Dit "micro - explosie" - zoals breukproces breekt geadsorbeerde bubbels direct in extreem kleine bellenkernen. Deze kernen, die te klein zijn om de stabiliteit te behouden, fuseren snel met de omliggende slurry of ontsnappen uit het systeem, waardoor een onjuist effect wordt.
2. Vibratietransmissie: gerichte bellenmigratie en ontsnapping
Wanneer echografie zich door de slurry voortplant, induceert het ook hoge - frequentie -trillingen in de moleculen en deeltjes in de slurry (de frequentie van de vibratie komt overeen met de echografie -frequentie). Deze trilling verstoort het stabiele evenwicht van bubbels in de slurry. Bubbels die eerder zijn bevestigd aan het oppervlak van de actieve materiaaldeeltjes of "gebonden" door de viscositeit van de slurry winst kinetische energie onder de werking van trillingen, loskomen van hun bevestigingspunten en migreren naar het slurryoppervlak. Bovendien vermindert trillingen de lokale viscositeit van de slurry, waardoor de weerstand tegen bellenmigratie wordt verminderd en bellenaggregatie en ontsnapping versnelt. Deze trillingen - Assisted Migration Effect is vooral belangrijk voor batterijslurries met hoge - viscositeit (zoals lithium - ionen batterij kathode slurries, die meestal een viscositeit hebben van 1000 - 5000mpa ・ s). Het kan effectief het probleem van bubbelontsnapping uit high - viscositeit slurries tijdens traditionele vacuümafoaming oplossen.
3. Secundaire dispersie: Bubble Regeneration voorkomen
In tegenstelling tot chemische defoamers, verspreidt ultrasone technologie niet alleen de deeltjes in de slurry. Het ultrasone trillings- en cavitatie -effect verbreken elk actief materiaal en geleidend middel in de slurry, waardoor een meer uniforme dispersie ontstaat. Deze dispersie vermindert de "leegten" gevormd door deeltjesagglomeratie. Deze leegte kunnen gemakkelijk lucht vangen en nieuwe bubbels vormen. De uniforme dispersie van deeltjes vult deze leegte, waardoor de kans op secundaire bubbel generatie bij de bron wordt verminderd. Dit bereikt de dubbele effecten van "Defoaming + Dispersion", waardoor de slurrykwaliteit verder wordt verbeterd.
Iii. Core Voordelen van ultrasone defoaming -technologie
In vergelijking met traditionele defoaming -methoden, vertoont ultrasone technologie aanzienlijke technische voordelen bij de defoaming van batterijslurry, die in de volgende vier punten kunnen worden samengevat:
1. Hoge defoaming -efficiëntie en breed toepassingsbereik
Ultrasone defoaming heeft een korte duur (meestal duurt een enkele behandeling slechts een paar minuten tot meer dan tien minuten, aanzienlijk minder dan de tientallen minuten die nodig zijn voor vacuümafoaming) en kan kleine bubbels (inclusief nano - grootte bubbels) elimineren die moeilijk te verwijderen zijn met traditionele methoden. Of het nu laag is - Viscositeit anode slurry (zoals grafietslurry voor lithium - ionbatterijen), hoge - viscositeit kathode slurry of slurries die gespecialiseerde actieve materialen bevatten zoals harde koolstof en Pruisisch wit voor natriumbatterijen, ultrasone technologie levert efficiënte defoaming. Toepasselijke slurries variëren van 100 tot 10.000 MPa · s, met betrekking tot de slurrysystemen van huidige mainstream energieopslagbatterijen. 2. Groene en vervuiling - gratis, voor de prestaties van de batterij
Ultrasone defoaming is een fysische defoaming -methode die geen chemische defoaming -middelen vereist, waardoor de negatieve impact van het residu van defoaming middel op de batterijprestaties fundamenteel wordt vermeden. De organische componenten in traditionele chemische defoamers kunnen reageren met actieve materialen van elektrode of ontbinden tijdens batterijcycling, het produceren van gassen en leiden tot afbraak van capaciteit. Ultrasone technologie daarentegen breekt alleen fysiek bubbels zonder de chemische samenstelling van de slurry te veranderen, waardoor de elektrochemische en veiligheidsprestaties van de batterij worden gemaximaliseerd. Bovendien produceert deze technologie geen afvalwater of uitlaatgas, in overeenstemming met de "groene productie" -ontwikkelingsfilosofie van de nieuwe energie -industrie.
3. Sterke procescompatibiliteit en eenvoudige integratie in productielijnen
De ultrasone defoaming -apparatuur is relatief compact en kan flexibel worden geïntegreerd in bestaande productielijnen voor batterijslurry -voorbereiding. Het kan worden gebruikt als een zelfstandige defoaming -eenheid, geïnstalleerd tussen de mixtank van de slurry en de coatingmachine. Het kan ook worden gecombineerd met een mengapparaat om een geïntegreerd "mixing + ultrasone defoaming" -systeem te vormen, waardoor gelijktijdige preparaat en defoaming mogelijk wordt. Verder kunnen ultrasone apparatuurparameters (zoals frequentie, vermogen en verwerkingstijd) nauwkeurig worden aangepast via een geautomatiseerd besturingssysteem, waardoor het defoamingproces kan worden geoptimaliseerd op basis van de formulering en kenmerken van verschillende slurries (zoals actief ingrediënttype, viscositeit en vaste stof inhoud), aan de flexibele vereisten van de productielijn.
4. Verlaagde productiekosten en verbeterde productiestabiliteit
In termen van langdurige bedrijfskosten verbruikt ultrasone defoaming minder energie dan vacuümafoaming (die een continu hoog vacuümniveau vereist en veel energie verbruikt) en elimineert de inkoop- en toevoegingskosten van chemische defoamers. In termen van productiestabiliteit biedt ultrasone defoaming een stabiel defoaming -effect, minder beïnvloed door slurry -batchvariaties en veranderingen in omgevingstemperatuur en vochtigheid. Dit vermindert de elektrodeschrootsnelheid veroorzaakt door onvolledige defoaming, waardoor de opbrengst en stabiliteit van de productielijn worden verbeterd. Toepassingsgegevens van sommige batterijfabrikanten laten zien dat het gebruik van ultrasone defoaming -technologie een lagere elektrodetarieven met 30%heeft verlaagd met 30%- 50%, een verhoogde levensduur van de batterijcyclus (1C lading en ontlading) met 10%- 15%en verlaagde totale productiekosten met 8%- 12%.