Sa kadena ng produksiyon ng mga bagong aparato sa pag -iimbak ng enerhiya tulad ng lithium - ion at sodium - mga baterya ng ion, ang paghahanda ng slurry ng baterya ay isang pangunahing hakbang sa pagtukoy ng pagganap ng panghuling produkto. Ang slurry ng baterya ay binubuo ng isang halo ng mga aktibong materyales, conductive agents, binders, at solvents sa mga tiyak na proporsyon. Ang unipormeng pagpapakalat at bula nito - Ang mga libreng katangian ay direktang nauugnay sa kalidad ng patong ng elektrod. Ang pagkakaroon ng mga bula sa slurry ay maaaring humantong sa mga depekto tulad ng mga pinholes at coating gaps sa mga sheet ng elektrod, binabawasan ang density ng elektrod, na nakakaapekto sa singil ng baterya at paglabas ng kahusayan at buhay ng ikot, at kahit na mga panganib sa kaligtasan. Ang mga tradisyunal na pamamaraan ng pag -defoaming, tulad ng vacuum defoaming at ang pagdaragdag ng mga kemikal na defoamer, ay alinman sa hindi epektibo at enerhiya - masinsinang, o maaaring ipakilala ang mga impurities na nakakaapekto sa pagganap ng baterya. Laban sa backdrop na ito, ang teknolohiyang ultrasonic, na may mataas na kahusayan, kabaitan sa kapaligiran, at zero pangalawang polusyon, ay naging isang makabagong solusyon para sa pag -defoaming ng baterya.
Ii. Ang pangunahing prinsipyo ng ultrasonic baterya slurry defoaming
Ang teknolohiya ng pag -defoaming ng Ultrasonic ay gumagamit ng dalawahang epekto ng cavitation at paghahatid ng panginginig ng boses upang mahusay na maalis ang mga bula sa slurry ng baterya. Ang mga pangunahing prinsipyo nito ay maaaring nahahati sa tatlong pangunahing proseso:
1. Epekto ng Cavitation: "Micro - Pagsabog" Pagkawasak ng Bubble
Kapag ang mga ultrasonic waves (karaniwang may dalas ng 20kHz - 1MHz) ay inilalapat sa isang sistema ng slurry ng baterya, gumagawa sila ng pana -panahong pagbabagu -bago ng presyon sa loob ng slurry - na nag -iisa sa pagitan ng mga phase ng compression at rarefaction. Sa panahon ng rarefaction phase, ang presyon sa slurry ay bumaba nang husto, na bumubuo ng isang malaking bilang ng mga maliliit na lukab ng vacuum (mga bula ng cavitation). Ang mga bula ng cavitation na ito ay mabilis na sumisipsip ng mga nakapalibot na bula (kabilang ang micron - at kahit nanometer - laki ng mga bula), na nagiging sanhi ng kanilang dami na patuloy na tumaas. Kasunod nito, sa panahon ng compression phase, ang presyon sa slurry ay mabilis na tumataas. Sa ilalim ng presyon, ang mga bula ng cavitation ay mabilis na nagkontrata at nag -implode, na bumubuo ng naisalokal na lumilipas na mataas na presyon (hanggang sa libu -libong mga atmospheres) at mataas na temperatura (hanggang sa libu -libong mga degree na Celsius), na sinamahan ng matinding shock waves at micro - jets. Ang "micro - pagsabog" - tulad ng proseso ng pagkalagot ay direktang sumisira sa mga naka -ad na mga bula sa napakaliit na bubble nuclei. Ang mga nuclei na ito, na napakaliit upang mapanatili ang katatagan, mabilis na pagsamahin sa nakapalibot na slurry o pagtakas mula sa system, nakamit ang isang defoaming effect.
2. Paghahatid ng Vibration: Directed Bubble Migration at Escape
Kapag ang ultrasound ay kumakalat sa pamamagitan ng slurry, nagpapahiwatig din ito ng mataas na - dalas na mga panginginig ng boses sa mga molekula at mga particle sa loob ng slurry (ang dalas ng panginginig ng boses ay tumutugma sa dalas ng ultrasound). Ang panginginig ng boses na ito ay nakakagambala sa matatag na balanse ng mga bula sa loob ng slurry. Ang mga bula na dati nang nakakabit sa ibabaw ng mga aktibong materyal na partikulo o "nakatali" sa pamamagitan ng lagkit ng slurry ay nakakakuha ng kinetic energy sa ilalim ng pagkilos ng panginginig ng boses, paglabas mula sa kanilang mga puntos ng kalakip at paglipat patungo sa slurry na ibabaw. Bukod dito, binabawasan ng panginginig ng boses ang lokal na lagkit ng slurry, binabawasan ang pagtutol sa paglipat ng bubble at pabilis na pagsasama -sama ng bubble at pagtakas. Ang panginginig ng boses na ito - Ang nakatulong na epekto ng paglipat ay partikular na mahalaga para sa mataas na - lagkit ng baterya ng slurries (tulad ng lithium - ion baterya cathode slurries, na karaniwang may lagkit ng 1000 - 5000MPa ・ s). Maaari itong epektibong malutas ang problema ng pagtakas ng bubble mula sa mataas na - lagkit ng mga slurries sa panahon ng tradisyonal na vacuum defoaming.
3. Pangalawang Pagkakalat: Pag -iwas sa pagbabagong -buhay ng bubble
Hindi tulad ng mga kemikal na defoamer, ang teknolohiyang ultrasonic ay hindi lamang mga defoams kundi pati na rin ang pangalawang nagkalat sa mga particle sa slurry. Ang ultrasonic vibration at cavitation effect ay sumisira sa anumang aktibong materyal at conductive aggregates sa slurry, na lumilikha ng isang mas pantay na pagpapakalat. Ang pagkakalat na ito ay binabawasan ang "voids" na nabuo ng pag -iipon ng butil. Ang mga voids na ito ay madaling ma -trap ang hangin at bumubuo ng mga bagong bula. Ang pantay na pagpapakalat ng mga particle ay pumupuno sa mga voids na ito, binabawasan ang posibilidad ng pangalawang henerasyon ng bubble sa pinagmulan. Nakakamit nito ang dalawahang epekto ng "Defoaming + Dispersion," karagdagang pagpapabuti ng kalidad ng slurry.
III. Pangunahing bentahe ng teknolohiya ng ultrasonic defoaming
Kung ikukumpara sa tradisyonal na mga pamamaraan ng pag -defoaming, ang teknolohiyang ultrasonic ay nagpapakita ng mga makabuluhang pakinabang sa teknikal sa baterya slurry defoaming, na maaaring ibubuod sa mga sumusunod na apat na puntos:
1. Mataas na kahusayan ng defoaming at malawak na saklaw ng aplikasyon
Ang Ultrasonic Defoaming ay may isang maikling tagal (karaniwang isang solong paggamot ay tumatagal lamang ng ilang minuto hanggang sa sampung minuto, makabuluhang mas mababa kaysa sa sampu -sampung minuto na kinakailangan para sa vacuum defoaming) at maaaring matanggal ang mga maliliit na bula (kabilang ang nano - laki ng mga bula) na mahirap alisin sa mga tradisyunal na pamamaraan. Mababa man - lagkit ng anode slurry (tulad ng grapayt slurry para sa lithium - mga baterya ng ion), mataas - lagkit na cathode slurry, o mga slurries na naglalaman ng mga dalubhasang aktibong materyales tulad ng hard carbon at prussian puti para sa sodium - mga baterya ng ion, ang ultrasonic na teknolohiya ay naghahatid ng mahusay na pag -defoaming. Ang mga naaangkop na slurries ay saklaw mula 100 hanggang 10,000 MPa · s, na sumasakop sa mga slurry system ng kasalukuyang mga baterya ng imbakan ng enerhiya. 2. Green at Polusyon - Libre, tinitiyak ang pagganap ng baterya
Ang Ultrasonic Defoaming ay isang pisikal na paraan ng pag -defoaming na hindi nangangailangan ng mga ahente ng pag -defoaming kemikal, sa panimula na maiwasan ang negatibong epekto ng pag -iwas sa ahente na nalalabi sa pagganap ng baterya. Ang mga organikong sangkap sa tradisyonal na mga defoamer ng kemikal ay maaaring gumanti sa mga aktibong materyales ng elektrod o mabulok sa panahon ng pagbibisikleta ng baterya, paggawa ng mga gas at humahantong sa pagkasira ng kapasidad. Ang teknolohiyang ultrasonic, sa kabilang banda, ay pisikal lamang ang sumisira sa mga bula nang hindi binabago ang komposisyon ng kemikal ng slurry, sa gayon ang pag -maximize ng electrochemical at kaligtasan ng pagganap ng baterya. Bukod dito, ang teknolohiyang ito ay gumagawa ng walang wastewater o maubos na gas, na nakahanay sa pilosopiya ng "berdeng pagmamanupaktura" ng bagong industriya ng enerhiya.
3. Malakas na Pagkatugma sa Proseso at Madaling Pagsasama sa Mga Linya ng Produksyon
Ang mga kagamitan sa pag -defoaming ng ultrasonic ay medyo compact at maaaring madaling maisama sa umiiral na mga linya ng paggawa ng slurry na paghahanda ng baterya. Maaari itong magamit bilang isang nakapag -iisang yunit ng pag -defoaming, na naka -install sa pagitan ng slurry mixing tank at ang coating machine. Maaari rin itong pagsamahin sa isang aparato ng paghahalo upang makabuo ng isang integrated "mixing + ultrasonic defoaming" system, pagpapagana ng sabay -sabay na paghahanda ng slurry at defoaming. Bukod dito, ang mga parameter ng kagamitan sa ultrasonic (tulad ng dalas, lakas, at oras ng pagproseso) ay maaaring tumpak na nababagay sa pamamagitan ng isang awtomatikong sistema ng kontrol, na pinapayagan ang proseso ng pag -defoaming na na -optimize batay sa pagbabalangkas at mga katangian ng iba't ibang mga slurries (tulad ng aktibong uri ng sangkap, lagkit, at mga solidong nilalaman), na umaangkop sa mga kinakailangan ng kakayahang umangkop ng linya ng produksyon.
4. Nabawasan ang mga gastos sa produksyon at pinahusay na katatagan ng produksyon
Sa mga tuntunin ng mahabang - term na mga gastos sa pagpapatakbo, ang ultrasonic defoaming ay kumonsumo ng mas kaunting enerhiya kaysa sa pag -defoaming ng vacuum (na nangangailangan ng isang tuluy -tuloy na antas ng vacuum at kumonsumo ng maraming enerhiya), at tinanggal ang pagkuha at pagdaragdag ng mga gastos ng mga defoamer ng kemikal. Sa mga tuntunin ng katatagan ng produksyon, ang ultrasonic defoaming ay nag -aalok ng isang matatag na defoaming effect, hindi gaanong apektado ng mga pagkakaiba -iba ng slurry batch at mga pagbabago sa nakapaligid na temperatura at kahalumigmigan. Binabawasan nito ang rate ng scrap ng elektrod na sanhi ng hindi kumpletong pag -defoaming, pagpapabuti ng ani at katatagan ng linya ng paggawa. Ang data ng aplikasyon mula sa ilang mga tagagawa ng baterya ay nagpapakita na ang paggamit ng teknolohiya ng pag -defoaming ng ultrasonic ay nabawasan ang mga rate ng depekto ng electrode pinhole sa pamamagitan ng 30%- 50%, nadagdagan ang buhay ng ikot ng baterya (1C singil at paglabas) ng 10%- 15%, at nabawasan ang pangkalahatang mga gastos sa produksyon ng 8%- 12%.