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鋰電池負極漿料研磨分散設備
| 產品型號： |
ERS2000 |
| 品 牌： |
IKN |
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| 所 在 地： |
上海松江區 |
| 更新日期： |
2025-10-24 |
| | 品牌：IKN | | 類型：剪切分散機 | | 物料類型：固-液 | |
| | 適用物料：化學品 | | 應用領域：化工 | | 型號：ERS2000 | |
| | 速度類別：單速 | | 調速范圍：15000 r/min | | 分散輪直徑：115 mm | |
| | 升降行程：1000 mm | | 電機功率：22 Kw | | 變速方式：變頻變速 | |
| | 罐容量：300 L | | 外形尺寸：1-1-2 mm | | 整機重量：400 kg | |
| | 材質：316 | | 外形尺寸：1-1-2 mm | | 整機重量：400 kg | |
鋰電池負極漿料研磨分散設備，鋰電池正極漿料研磨分散設備，鋰電池漿料研磨分散設備是
定、轉子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、離心擠壓、液層摩擦、撞擊撕裂和湍流等綜合作用，形成懸浮液。高剪切均質機從而使不相溶的固相、液相、氣相在相應熟工藝和適量添加劑的共同作用下，瞬間均勻精細的分散均質，經過高頻管線式高剪切分散機的循環往復，***終得到穩定的高品質產品。
鋰電池負極漿料 負極材料：
高容量電池的基石。炭材料是負極市場主流，而天然石墨因成本優勢逐步侵蝕其它負極材料。人造石墨和中間相炭微球在動力電池領域更具競爭力，合金負極材料是高儲能鋰電池的首選。對具體負極材料供應商來看：天然石墨方面是日本炭素和中國寶安旗下的深圳貝特瑞；人造石墨類日立化成的 MAGD 系列產品占據主導地位，其次是上海杉杉的FSN 和3H 系列；中間相炭微球依次為JFE Chemical 和上海杉杉。
鋰電池負極漿料研磨分散設備鋰離子電池漿料是由多種不同比重、不同粒度的原料組成，又是固-液相混合分散，形成的漿料屬于非牛頓流體。鋰離子電池漿料是一種像油狀的流動的液體，所以具有一般流體所具有的特征如粘性、流動性等，同時因為電池漿料是一種液固兩相流，所以還具有一些自身特殊的性能。
2.1.1 鋰離子電池漿料流變性
流變性是指物質在外力作用下的變形和流動性質。由于液體不能承受剪切力，因而不能保持其外形的穩定。在外力的作用下，液體就會發生流動和變形等的性質，稱為流變性。
漿體的流變性十分復雜．一種漿體在低濃度時可能表現為牛頓流體或假塑性流體；濃度稍高產生絮團后，可能表現為賓漢流體；更高的濃度下又可能會出現脹塑性流體。對同—種漿料，在剪切率不太高時，不出現脹流現象，剪切率高時又可能轉化為脹塑性流體。有些非牛頓流體在低剪切速率和高剪切速率下都可能呈現牛頓流體形象，這可能是因為在低剪切速率下，分子的無規則熱運動占優勢，體現不出剪切速率對其中物料重新排列使表觀粘度的變化，當剪切速率增高到一定限度后，剪切定向達到了***佳程度，因而也使表觀粘度不隨剪切速率而變。如前所述，許多非牛頓體其流變特性受到體系中結構變化的影響。
影響鋰離子電池漿料流變性的一些主要參數：
(1) 分散相或固相的類型及表面電荷的大小。對于不同種類的正負極活性物質，如正極常用的鈷酸鋰、錳酸鋰，負極常用的石墨粉、中間相炭微球，由于其種類不同，因而具有不同的水化膨脹特性以及不同的表面電荷，這樣，不同種類的活性物質其分散特性、膠溶特性以及形成具有一定強度的結構體系的能力也各不相同，其宏觀表現是不同種類的活性物質配制而成的漿料具有不同的流變特性。
(2) 固相的濃度。分散相或固相濃度的大小主要影響漿料的屈服應力和塑性粘度或表觀粘度。在一般槽況下，固相濃度越大，其屈服應力、塑性粘度或表觀粘度越大。
(3) 固相顆位的大小、形狀以及粒徑的分布。在固相濃度不變的條件下，顆粒的粒徑越小，由于其總的表面積增加，因而漿料的屈服應力和粘度將隨之增加。
(4) 分散介質本身的粘度。不同的溶劑具有不同的粘度，使得漿料的粘度也將隨之變化。
(5) 溫度和壓力。在不同的溫度和壓力下漿料具有不同的流變特性。
(6) 漿料的 PH 值。
2.1.2 鋰離子電池漿料觸變性
觸變性是指流體在剪切力作用下的一種結構破壞與恢復原有結構的效應。
描述鋰離子電池漿料的觸變性主要包括觸變的***后效果和觸變過程，觸變過程是指在一定的條件下鋰離子電池漿料中的膠鏈結構隨時間的破壞和恢復過程，它反映了觸變性的時間效應。觸變的***后效果是指在一定實驗條件下達到穩定時的***大觸變量。這里所說的達到穩定是指漿料內的結構破壞與恢復的一種動態平衡，而其宏觀表現則為鋰離子電池漿料剪切應力的固定不變，亦即剪切應力具有不隨時間而變化的穩定數值。
2.1.3 分散效果對鋰離子電池漿料的影響
混合分散工藝在鋰離子電池的整個生產工藝中對產品的品質影響度大于 30%，是整個生產工藝中***重要的環節。鋰離子電池的電極制造，正極漿料由粘合劑、導電劑、正極材料等組成；負極漿料則由粘合劑、石墨碳粉等組成。正、負極漿料的制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過程,而且在這個過程中都伴隨著溫度、粘度、環境等變化。在正、負極漿料中，顆粒狀活性物質的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運動，因此在鋰離子電池生產中各極片材料的漿料的混合分散至關重要，漿料分散質量的好壞，直接影響到后續鋰離子電池生產的質量及其產品的性能。
合分散工藝在鋰離子電池的整個生產工藝中對產品的品質影響度大于 30%，是整個生產工藝中***重要的環節。鋰離子電池的電極制造，正極漿料由粘合劑、導電劑、正極材料等組成；負極漿料則由粘合劑、石墨碳粉等組成。正、負極漿料的制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過程,而且在這個過程中都伴隨著溫度、粘度、環境等變化。在正、負極漿料中，顆粒狀活性物質的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運動，因此在鋰離子電池生產中各極片材料的漿料的混合分散至關重要，漿料分散質量的好壞，直接影響到后續鋰離子電池生產的質量及其產品的性能。
目前傳統的鋰離子電池漿料的制備都是在雙行星分散設備中完成的。盡管目前在小型電池生產技術上已日趨成熟，但目前鋰離子電池的生產過程中，電池的一致性控制仍然是鋰離子電池制作的技術難點，尤其是對于大容量、大功率的動力型鋰離子電池。另外，隨著鋰離子電池材料的不斷進步，原材料顆粒粒徑越來越小，這不僅提高了鋰離子電池性能，也非常容易形成二級團聚體，從而增加了混合分散工藝的難度。
(1) 原料的物理性能
a. 石墨：非極性物質，易被非極性物質污染，易在非極性物質中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新團聚。一般粒徑 D50為 20μm左右。顆粒形狀多樣且多不規則，主要有球形、片狀、纖維狀等。
b. 水性粘合劑（SBR）：小分子線性鏈狀乳液，極易溶于水和極性溶劑。
c. 防沉淀劑（CMC）：高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。
d. 異丙醇：弱極性物質，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強烈的消泡作用；易催化粘合劑網狀交鏈，提高粘結強度。乙醇：弱極性物質，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強烈的消泡作用；易催化粘合劑線性交鏈，提高粘結強度。
e. 去離子水（或蒸餾水）：稀釋劑，酌量添加，改變漿料的流動性。
(2) 原料的預處理
a. 石墨：經過混合，使原料均勻化，提高一致性，然后在 300~400℃常壓烘烤，除去表面油性物質，提高與水性粘合劑的相容能力，修圓石墨表面棱角（有些材料為保持表面特性，不允許烘烤，否則效能降低）。
b. 水性粘合劑：適當稀釋，提高分散能力。
(3) 摻和、浸濕和分散：
a. 石墨與粘合劑溶液極性不同，不易分散。
b. 可先用醇水溶液將石墨初步潤濕，再與粘合劑溶液混合。
c. 應適當降低攪拌濃度，提高分散性。
d. 分散過程為減少極性物與非極性物距離，提高勢能或表面能，所以為吸熱反應，攪拌時總體溫度有所下降。如條件允許應該適當升高攪拌溫度，使吸熱變得容易，同時提高流動性，降低分散難度。
e. 攪拌過程如加入真空脫氣過程，排除氣體，促進固-液吸附，效果更佳。
(4) 稀釋
加入溶劑將漿料調整為合適的濃度，便于涂布。
2.3.3傳統分散工藝面臨的問題
（1）根據傳統工藝中的葉輪剪切/循環特性，可以把葉輪的作用分為兩大類，*類是對葉輪附近產生的剪切作用；第二類則是通過葉輪泵出的流量產生循環作用。漿體的進一步分散作用主要依靠葉輪的剪切作用，而葉輪的流量決定了葉輪的分散的能力。而在離葉輪端部較遠的區域，總會存在一層漿料始終停滯不動，這個區域也就是人們常說的“死區”，分散設備的工作區域越大，而且漿料黏度越高，“死區”的問題就越突出，就算采用不同的葉輪和結構，死區仍然難以避免，因此在鋰離子電池漿料的制備過程中，所制得的漿料產品就會出現混合分散不均勻、粉體顆粒與粘合劑接觸不均勻、易分層和發生硬性沉淀等一系列問題。
（2）在操作過程中雙行星攪拌也會遇到諸多問題：
1.批次分散工藝，混合分散時間長，能量消耗大。
2 電極粉末材料由行星攪拌器頂部加入，粉塵容易飛揚、漂浮。更重要的是粉末與液相混合極易發生團聚
3. 物料易殘留于行星攪拌器的罐蓋、罐壁及攪拌槳上，清洗操作困難。
4. 空氣易存留于分散混合罐，氣泡的產生影響分散效果。
5. 批次工藝致使量產受到限制，生產線占地面的大，維護成本高。
鋰電池負極漿料研磨分散設備影響分散乳化結果的因素有以下幾點
1 分散頭的形式（批次式和連續式）（連續式比批次好）
2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）
3 分散頭的齒形結構（分為初齒，中齒，細齒，超細齒，約細齒效果越好）
4 物料在分散墻體的停留時間，乳化分散時間（可以看作同等的電機，流量越小，效果越好）
5 循環次數（越多，效果越好，到設備的期限，就不能再好）
線速度的計算
剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-轉子 間距 (m)
由上可知，剪切速率取決于以下因素：
– 轉子的線速率
– 在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。
IKN 定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm
速率V= 3.14 X D（轉子直徑）X 轉速 RPM / 60
高的轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是***重要的。根據一些行業特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基礎上又開發出ERX2000超高速剪切乳化機機。其剪切速率可以超過200.00 rpm，轉子的速度可以達到66m/s。在該速度范圍內，由剪切力所造成的湍流結合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強，乳液的粒經分布更窄。由于能量密度極高,無需其他輔助分散設備,可以達到普通的高壓均質機的400BAR壓力下的顆粒大小.
2、設備特點
高效、節能
傳統設備需8小時的分散加工過程，ERS設備1小時左右完成，超細分散效果顯著，能耗*降低；
高速、高品質
傳統設備的攪拌轉速每分鐘幾十轉，帶分散功能的轉速每分鐘1500轉以內，只完成宏觀分散加工，超細分散能力極為有限；ERS設備的轉速每分鐘10000～15000轉之間，超高線速度產生的剪切力，瞬間超細分散漿料中的粉體。
多層多向剪切分散
同類設備的定轉子等部件結構單一，多級多層的結構是單純重復性加工，相同的齒槽結構易發生物料未經分散便通過工作腔的短路現象；
ERS設備的定轉子結構采用多層多向剪切概念，裝配式結構使物料得到不同方向剪切分散，杜絕了短路現象，超細分散更為徹底。
3、工藝應用
鋰電池正負極漿料的超細分散 電路板基材漿料粉液超細分散
高粘度物料粉液超細混合分散 納米材料團聚物超細解聚分散
鋰電池負極漿料研磨分散設備
