Na cadeia de produção de novos dispositivos de armazenamento de energia, como lítio e baterias de sódio, a preparação da pasta de bateria é uma etapa essencial para determinar o desempenho do produto final. A pasta de bateria consiste em uma mistura de materiais ativos, agentes condutores, ligantes e solventes em proporções específicas. Sua dispersão e espuma uniformes - Propriedades livres estão diretamente relacionadas à qualidade do revestimento do eletrodo. A presença de bolhas na pasta pode levar a defeitos como furos e lacunas de revestimento nas folhas de eletrodos, reduzindo a densidade do eletrodo, afetando a eficiência da carga e a descarga da bateria e a vida útil do ciclo e até mesmo apresentando riscos de segurança. Os métodos tradicionais de inauguração, como a doação de vácuo e a adição de defensores químicos, são ineficientes e energéticos - intensivos ou podem introduzir impurezas que afetam o desempenho da bateria. Nesse cenário, a tecnologia ultrassônica, com sua alta eficiência, simpatia ambiental e zero poluição secundária, tornou -se uma solução inovadora para a queda de bateria.
Ii. O princípio central da palha de bateria ultrassônica
A tecnologia de infiltração ultrassônica aproveita os efeitos duplos da transmissão de cavitação e vibração para eliminar com eficiência bolhas na pasta de bateria. Seus princípios principais podem ser divididos em três processos principais:
1. Efeito de cavitação: "Micro - Explosão" Destruição de bolhas
Quando ondas ultrassônicas (normalmente com uma frequência de 20kHz - 1MHz) são aplicadas a um sistema de pasta de bateria, elas produzem flutuações periódicas de pressão dentro da pasta - alternando entre compressão e fases de rarefação. Durante a fase de rarefação, a pressão na pasta cai acentuadamente, formando um grande número de pequenas cavidades de vácuo (bolhas de cavitação). Essas bolhas de cavitação absorvem rapidamente bolhas circundantes (incluindo bolhas mícron - e até nanômetro - Posteriormente, durante a fase de compressão, a pressão na pasta aumenta rapidamente. Sob a pressão, as bolhas de cavitação se contraem rapidamente e implodiam, gerando alta pressão transitória localizada (até milhares de atmosferas) e alta temperatura (até milhares de graus Celsius), acompanhada por intensas ondas de choque e micro - jatos. Este "micro - explosão" - como o processo de ruptura quebra diretamente bolhas adsorvidas em núcleos de bolhas extremamente pequenos. Esses núcleos, sendo pequenos demais para manter a estabilidade, se fundem rapidamente com a pasta circundante ou escapam do sistema, alcançando um efeito de doenças.
2. Transmissão de vibração: migração de bolhas direcionadas e fuga
Quando o ultrassom se propaga através da pasta, ele também induz vibrações altas - freqüências nas moléculas e partículas dentro da pasta (a frequência da vibração corresponde à frequência do ultrassom). Essa vibração interrompe o equilíbrio estável de bolhas dentro da pasta. Bolhas previamente presas à superfície das partículas do material ativo ou "ligadas" pela viscosidade da pasta ganham energia cinética sob a ação da vibração, se libertando de seus pontos de fixação e migrando em direção à superfície da pasta. Além disso, a vibração reduz a viscosidade local da pasta, reduzindo a resistência à migração de bolhas e acelerando a agregação e escape de bolhas. Essa vibração - Efeito de migração assistida é particularmente importante para lascas de bateria de alta viscosidade (como lamas de bateria de lítio - Ele pode efetivamente resolver o problema da fuga de bolhas de lascas de alta viscosidade durante a doação tradicional de vácuo.
3. Dispersão secundária: impedindo a regeneração de bolhas
Ao contrário dos fáceis químicos, a tecnologia ultrassônica não apenas os devadores, mas também o secundário dispersa as partículas na pasta. O efeito de vibração e cavitação ultrassônica quebra qualquer material ativo e agentes condutores agregados na pasta, criando uma dispersão mais uniforme. Essa dispersão reduz os "vazios" formados pela aglomeração de partículas. Esses vazios podem prender facilmente o ar e formar novas bolhas. A dispersão uniforme das partículas preenche esses vazios, reduzindo a probabilidade de geração secundária de bolhas na fonte. Isso alcança os efeitos duplos da "Dispersão de impedimento +", melhorando ainda mais a qualidade da pasta.
Iii. Vantagens centrais da tecnologia de infiltração ultrassônica
Comparado aos métodos tradicionais de infiltração, a tecnologia ultrassônica exibe vantagens técnicas significativas no depósito de pasta de bateria, que podem ser resumidas nos quatro pontos seguintes:
1. Alta eficiência de infiltração e ampla faixa de aplicação
A doação ultrassônica tem uma curta duração (normalmente um único tratamento leva apenas alguns minutos a mais de dez minutos, significativamente menor do que as dezenas de minutos necessários para a doação a vácuo) e pode eliminar pequenas bolhas (incluindo bolhas de tamanho nano - Seja baixo - pasta de ânodo de viscosidade (como pasta de grafite para baterias de lítio - íon), pasta de viscosidade de alta viscosidade ou lamas contendo materiais ativos especializados, como dura carbono e branco prussiano para baterias de sódio - As lamas aplicáveis variam de 100 a 10.000 MPa · s, cobrindo os sistemas de pasta das baterias de armazenamento de energia convencionais atuais. 2. Verde e poluição - Grátis, garantindo o desempenho da bateria
A doação ultrassônica é um método físico de parada que não requer agentes químicos, evitando fundamentalmente o impacto negativo do resíduo do agente de infiltração no desempenho da bateria. Os componentes orgânicos nos infilantes químicos tradicionais podem reagir com materiais ativos do eletrodo ou se decompor durante o ciclismo da bateria, produzindo gases e levando à degradação da capacidade. A tecnologia ultrassônica, por outro lado, apenas quebra fisicamente as bolhas sem alterar a composição química da pasta, maximizando assim o desempenho eletroquímico e de segurança da bateria. Além disso, essa tecnologia não produz águas residuais ou gases de escape, alinhando -se com a filosofia de desenvolvimento da "fabricação verde" da nova indústria de energia.
3. Compatibilidade de processo forte e fácil integração nas linhas de produção
O equipamento ultrassônico de infiltração é relativamente compacto e pode ser integrado de maneira flexível nas linhas de produção de preparação de pasta de bateria existentes. Ele pode ser usado como uma unidade independente de infiltração, instalada entre o tanque de mistura de pasta e a máquina de revestimento. Ele também pode ser combinado com um dispositivo de mistura para formar um sistema integrado de "mixagem + porto ultrassônico", permitindo a preparação e a doação simultâneas de pasta. Além disso, os parâmetros de equipamentos ultrassônicos (como frequência, energia e tempo de processamento) podem ser ajustados com precisão através de um sistema de controle automatizado, permitindo que o processo de infiltração seja otimizado com base na formulação e características de diferentes lamas (como o tipo de ingrediente ativo, a viscosidade e o conteúdo de sólidos), adaptando os requisitos de flexibilidade dos requisitos de flexibilidade dos requisitos de flexibilidade.
4. Reduziu os custos de produção e melhoria a estabilidade da produção
Em termos de custos operacionais longos e longos, a infiltração ultrassônica consome menos energia do que a doação de vácuo (que requer um nível contínuo de vácuo alto e consome muita energia) e elimina os custos de aquisição e adição de inadimplentes químicos. Em termos de estabilidade da produção, a infiltração ultrassônica oferece um efeito estável de parada, menos afetado pelas variações de lotes de chorume e alterações na temperatura e umidade ambiente. Isso reduz a taxa de sucata de eletrodos causada por parada incompleta, melhorando o rendimento e a estabilidade da linha de produção. Os dados de aplicação de alguns fabricantes de baterias mostram que o uso da tecnologia de infiltração ultrassônica reduziu as taxas de defeitos do orifício do eletrodo em 30%- 50%, aumento do ciclo da bateria Life (1C de carga e descarga) em 10%- 15%e reduziu os custos gerais de produção em 8%- 12%.