Lityum - iyon ve sodyum - iyon piller gibi yeni enerji depolama cihazlarının üretim zincirinde, pil bulamaçının hazırlanması, nihai ürünün performansının belirlenmesinde önemli bir adımdır. Pil bulamaç, belirli oranlarda aktif malzemeler, iletken ajanlar, bağlayıcılar ve çözücülerin bir karışımından oluşur. Düzgün dispersiyonu ve köpük - serbest özellikleri doğrudan elektrot kaplamanın kalitesi ile ilişkilidir. Bulamaçta kabarcıkların varlığı, elektrot tabakalarındaki pin delikleri ve kaplama boşlukları gibi kusurlara yol açabilir, elektrot yoğunluğunu azaltır, pilin şarjını ve deşarj verimliliğini ve hatta güvenlik risklerini ortaya çıkarır. Vakum bozukluğu ve kimyasal köpeklerin eklenmesi gibi geleneksel yasa işlem yöntemleri ya verimsiz ve enerji - yoğundur veya pil performansını etkileyen safsızlıklar getirebilir. Bu zemine karşı, yüksek verimliliği, çevre dostu ve sıfır ikincil kirliliği ile ultrasonik teknoloji, pil bulamaç bozukluğu için yenilikçi bir çözüm haline geldi.
İi. Ultrasonik pil bulamaç bozukluğunun temel prensibi
Ultrasonik yasa dışı teknoloji, pil bulamaçtaki kabarcıkları verimli bir şekilde ortadan kaldırmak için kavitasyon ve titreşim iletiminin ikili etkilerinden yararlanır. Temel ilkeleri üç temel sürece ayrılabilir:
1. Kavitasyon Etkisi: "Mikro - Patlama" Kabarcık Yıkımı
Bir pil bulamaç sistemine ultrasonik dalgalar (tipik olarak 20kHz - 1MHz frekanslı) uygulandığında, bulamaç içinde sıkıştırma ve nadirleşme fazları arasında alternatif olan periyodik basınç dalgalanmaları üretir. Nadirleşme fazı sırasında, bulamaçtaki basınç keskin bir şekilde düşer ve çok sayıda küçük vakum boşluğu (kavitasyon kabarcıkları) oluşturur. Bu kavitasyon kabarcıkları, çevreleyen kabarcıkları (mikron - ve hatta nanometre - boyutlu baloncuklar dahil) hızla emer, bu da hacimlerinin sürekli artmasına neden olur. Daha sonra, sıkıştırma fazı sırasında, bulamaçtaki basınç hızla yükselir. Basınç altında, kavitasyon kabarcıkları hızla büzülür ve patlar, yoğun şok dalgaları ve mikro - jetlerin eşlik ettiği lokal geçici yüksek basınç (binlerce atmosfer) ve yüksek sıcaklık (binlerce santigrat dereceye kadar) üretir. Bu "Mikro - Patlama" - Yırtılma işlemi, adsorbe edilen baloncukları doğrudan son derece küçük kabarcık çekirdeklerine kırar. İstikrarı korumak için çok küçük olan bu çekirdekler, çevredeki bulamaçla hızla birleşir veya sistemden kaçar, bir yasa dışı etkiye sahiptir.
2. Titreşim iletimi: yönlendirilmiş kabarcık göçü ve kaçış
Ultrason bulamaç boyunca yayıldığında, bulamaç içindeki moleküller ve parçacıklardaki yüksek - frekans titreşimlerini de indükler (titreşimin frekansı ultrason frekansıyla eşleşir). Bu titreşim, bulamaç içindeki kabarcıkların kararlı dengesini bozar. Daha önce aktif malzeme parçacıklarının yüzeyine tutturulmuş veya bulamacın viskozite ile "bağlı" olan kabarcıklar, titreşim etkisi altında kinetik enerji kazanır, bağlanma noktalarından kurtulur ve bulamaç yüzeyine doğru göç eder. Ayrıca, titreşim bulamaçın lokal viskozitesini azaltır, kabarcık göçüne direnci azaltır ve kabarcık toplama ve kaçışını hızlandırır. Bu titreşim - destekli göç etkisi özellikle yüksek - viskozite pil bulanması için önemlidir (tipik olarak 1000 - 5000MPa ・ s viskoziteye sahip lityum - iyon pil katot bulamaçları gibi). Geleneksel vakum bozukluğu sırasında yüksek - viskozite bulanıklarından kabarcık kaçma problemini etkili bir şekilde çözebilir.
3. İkincil Dispersiyon: Kabarcık Rejenerasyonunu Önleme
Kimyasal uyumsuzluklardan farklı olarak, ultrasonik teknoloji sadece ahlaksızlar değil, aynı zamanda ikincil de bulamaçtaki parçacıkları dağıtır. Ultrasonik titreşim ve kavitasyon etkisi, bulamaçtaki herhangi bir aktif malzemeyi ve iletken ajan agregatlarını parçalayarak daha düzgün bir dağılım yaratır. Bu dağılım, parçacık aglomerasyonu ile oluşturulan "boşlukları" azaltır. Bu boşluklar havayı kolayca yakalayabilir ve yeni kabarcıklar oluşturabilir. Parçacıkların düzgün dağılımı bu boşlukları doldurur ve kaynakta ikincil kabarcık üretimi olasılığını azaltır. Bu, bulamaç kalitesini daha da iyileştirerek "Bearaming + Dispersion" ın ikili etkilerini elde eder.
III. Ultrasonik yasa dışı teknolojinin temel avantajları
Geleneksel iftira yöntemleriyle karşılaştırıldığında, ultrasonik teknoloji, aşağıdaki dört noktada özetlenebilen pil bulamaç bozukluğunda önemli teknik avantajlar sergiler:
1. Yüksek bozukluk verimliliği ve geniş uygulama aralığı
Ultrasonik kötüleşmenin kısa bir süresi vardır (tipik olarak tek bir tedavi sadece birkaç dakika ila on dakikadan fazla sürer, vakum bozukluğu için gereken on dakikadan önemli ölçüde daha az) ve geleneksel yöntemlerle çıkarılması zor olan küçük kabarcıkları (nano - boyutlu kabarcıklar dahil) ortadan kaldırabilir. Düşük - viskozite anotu bulamaç (lityum - iyon piller için grafit bulamaç gibi), yüksek - viskozite katot bulamacağı veya sodyum - iyon piller için Prusya beyaz gibi özel aktif malzemeler içeren bulamaçlar, ultrasonik teknoloji verimli defoaming sağlar. Geçerli bulamaçlar, mevcut ana enerji depolama pillerinin bulamaç sistemlerini kapsayan 100 ila 10.000 MPa · s arasında değişmektedir. 2. Yeşil ve Kirlilik - ÜCRETSİZ, pil performansını sağlamak
Ultrasonik kötüleşme, kimyasal yasa işlem ajanları gerektirmeyen, temel olarak köpük ajanı kalıntısının pil performansı üzerindeki olumsuz etkisinden kaçınan fiziksel bir iftira yöntemidir. Geleneksel kimyasal protoamerlerdeki organik bileşenler elektrot aktif malzemelerle reaksiyona girebilir veya pil döngüsü sırasında ayrışabilir, gaz üretebilir ve kapasite bozulmasına yol açabilir. Ultrasonik teknoloji ise sadece bulamaç kimyasal bileşimini değiştirmeden kabarcıkları fiziksel olarak kırar, böylece pilin elektrokimyasal ve güvenlik performansını en üst düzeye çıkarır. Ayrıca, bu teknoloji yeni enerji endüstrisinin "yeşil üretim" kalkınma felsefesi ile hizalanan atık su veya egzoz gazı üretmez.
3. Güçlü süreç uyumluluğu ve üretim hatlarına kolay entegrasyon
Ultrasonik yasa dışı ekipman nispeten kompakttır ve mevcut pil bulamaç hazırlama üretim hatlarına esnek bir şekilde entegre edilebilir. Bulamaç karıştırma tankı ile kaplama makinesi arasına monte edilmiş bağımsız bir bozukluk ünitesi olarak kullanılabilir. Aynı zamanda, aynı anda bulamaç hazırlama ve iftira işlemini sağlayan entegre bir "karıştırma + ultrasonik bozukluk" sistemi oluşturmak için bir karıştırma cihazı ile birleştirilebilir. Ayrıca, ultrasonik ekipman parametreleri (frekans, güç ve işleme süresi gibi) otomatik bir kontrol sistemi aracılığıyla tam olarak ayarlanabilir, bu da yanıltı işleminin farklı bulamaçların (aktif bileşen tipi, viskozite ve katı içeriği) formülasyonuna ve özelliklerine göre optimize edilmesine izin verir, üretim hattının esneklik gereksinimlerine adape olabilir.
4. Azaltılmış üretim maliyetleri ve iyileştirilmiş üretim istikrarı
Uzun - işletme maliyetleri açısından, ultrasonik iftira, vakum bozukluğundan daha az enerji tüketir (sürekli yüksek vakum seviyesi gerektirir ve çok fazla enerji tüketir) ve kimyasal köpeklerin tedarik ve ekleme maliyetlerini ortadan kaldırır. Üretim stabilitesi açısından, ultrasonik difoaming, bulamaç parti varyasyonlarından ve ortam sıcaklığı ve nemdeki değişikliklerden daha az etkilenen kararlı bir yasa işlem etkisi sunar. Bu, tamamlanmamış iflasın neden olduğu elektrot hurda hızını azaltarak üretim hattının verimini ve stabilitesini artırır. Bazı pil üreticilerinden elde edilen uygulama verileri, ultrasonik iftira teknolojisi kullanımının elektrot iğne deliği kusur oranlarını%30 -%50, artan pil döngüsü ömrü (1C yük ve deşarj)%10 -%15 azalttığını ve toplam üretim maliyetlerini%8 -%12 oranında azalttığını göstermektedir.