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리튬 배터리의 10대 핵심 장비 중 하나: 펄프화 장비

September 06 , 2024

리튬전지 10대 핵심 장비 중 하나: 펄프화 장비


펄핑이란

펄프화는 활성 물질, 전도제, 분산제, 결합제, 첨가제 및 기타 성분을 특정 비율 및 순서에 따라 믹서에 넣고 교반 패들 및 분산 디스크 회전, 반죽, 전단 및 기타 기계적 작용을 혼합합니다. 1단계에서는 균일하고 안정적인 고액 현탁 시스템이 형성됩니다.


펄프화 공정도입

1.펄프화 공정의 중요성

리튬이온 배터리 성능의 상한은 사용되는 화학 시스템(양극 활물질, 음극 활물질, 전해액)에 따라 결정되며 실제 성능은 극편의 미세 구조에 따라 달라집니다. 극편의 미세구조는 주로 슬러리의 미세구조와 코팅 공정에 의해 결정되며, 이는 슬러리의 미세구조에 의해 지배됩니다. 따라서 제조 공정이 리튬이온 배터리의 성능에 미치는 영향은 이전 공정의 영향이 최소 70%를 차지하고 이전 공정의 펄프화 공정의 영향이 크다는 말이 널리 알려져 있다. 최소 70%, 즉 펄프화 공정의 영향이 약 절반을 차지합니다.


2.슬러리의 조성과 각 성분의 이상적인 분산상태
리튬이온전지의 전극재료세 가지 주요 구성 요소가 포함됩니다: 활성 물질, 전도성 제 및 결합제. 활성 물질이 전체 중량의 대부분을 차지하며 일반적으로 90% ~ 98% 사이이며 전도성 제와 결합제의 비율은 일반적으로 1%와 5%. 이러한 주요 구성요소의 물리적 특성과 크기는 매우 다양하며, 그 중 활성 물질의 입자는 일반적으로 1~20μm인 반면, 전도성 물질의 대부분은 나노카본 소재입니다. 예를 들어 일반적으로 사용되는 카본블랙의 1차 입자 직경은 수십 나노미터에 불과하고, 탄소나노튜브의 직경은 일반적으로 30nm 이하이며, 바인더는 고분자 물질로 용매에 용해되며 용매에 마이크로에멀젼을 형성한다. 리튬 이온 배터리의 전극은 우수한 전자 수송 및 이온 수송을 달성해야 하므로 전극의 활물질, 도전제 및 바인더의 분포 상태가 특정 요구 사항을 충족해야 합니다.


리튬 이온 배터리의 전극은 우수한 전자 및 이온 전달을 달성해야 하며, 이를 위해서는 전극 내 활물질, 도전제 및 바인더의 분포 상태가 특정 요구 사항을 충족해야 합니다. 전극 내 각 물질의 이상적인 분포 상태는 그림 1에 나와 있습니다. 즉, 활물질이 완전히 분산되고, 전도성 물질이 완전히 분산되어 활물질과 완전히 접촉하여 양호한 전자 전도성 네트워크를 형성하며, 바인더는 전극 내에 고르게 분포되어 활물질과 도전재를 결합시켜 전극 전체를 만들어 줍니다.


그림 1-리튬이온전지 전극 소재의 이상적인 분포


상기 요구사항을 충족하는 폴피스의 미세구조를 얻기 위해서는 펄프화 공정에서 상응하는 미세구조를 갖는 슬러리를 얻는 것이 필요하다. 즉, 슬러리 내의 활물질, 도전재 및 바인더가 충분히 분산되어야 하며, 도전재와 활물질 사이, 바인더와 도전제/활물질 사이의 결합이 양호하게 형성되어야 하며, 슬러리 내 각 성분의 분산 상태가 안정적이어야 합니다.

슬러리의 분산장치 및 공정
슬러리 분산에 사용되는 장비는 크게 두 가지로 나뉜다. 하나는 유체 운동에 의해 발생하는 전단력을 이용하여 입자 집합체를 분산시키는 장비로서 슬러리 혼합 장비를 포함한다.및 다양한 종류의 교반 패들을 사용하는 반죽기 등이 있으며, 3축밀, 디스크밀도 포함됩니다. 다른 하나는 주로 교반 밀을 포함하여 분산 효과를 얻기 위해 분쇄 비드를 사용하여 입자 집합체에 충격을 가하는 장비입니다. 물론, 초음파 분산기와 같은 좀 더 특별한 분산 장비가 있는데, 이는 분산을 위해 입자 집합체에 초음파 캐비테이션 및 순간 마이크로 제트를 사용하는 것입니다.

위의 분산 장비는 리튬 이온 배터리 펄프화에 모두 적합한 것은 아닙니다. 예를 들어, 그라인딩 비드를 이용한 교반밀은 비드를 분쇄할 때 발생하는 충격력이 크기 때문에 일부 양극 및 음극 활물질 표면의 코팅층이 손상되기 쉽고, 심지어 활물질이 깨질 수도 있어 거의 사용되지 않는다. 리튬이온 배터리 펄프화용. 초음파 분산 장비는 고형분 함량 및 고점도 슬러리에는 적합하지 않으며, 리튬 이온 배터리의 슬러리는 정확하게 고형분 함량입니다(양극 슬러리는 60% ~ 80%에 도달할 수 있고, 음극 슬러리는 40% ~ 60%에 도달할 수 있음). 점도가 높기 때문에(20~200Pa·s) 초음파 분산기에 적합하지 않습니다. 따라서 실제로 리튬이온전지 펄프화에 사용되는 장비는 믹서, 니더 등을 포함하여 유체의 이동에 의해 발생하는 전단력에 의해 분산시키는 방식에 속하며, 가장 대표적인 장비는 이중 유성 믹서.

Double planetary mixer

더블 플래니터리 믹서


더블 유성믹서의 작동 원리는 2~3개의 느린 혼합 패들을 사용하여 회전과 자서전의 결합을 하여 블레이드의 궤적이 혼합통 내부의 전체 공간을 덮을 수 있도록 하는 것이다.


Double planetary mixer motion trajectory

이중 유성믹서의 공전과 회전을 결합한 완속블레이드의 궤적.


이중 유성식 믹서의 뛰어난 장점은 공급 순서, 속도, 시간 및 기타 공정 매개변수를 쉽게 조정하여 다양한 재료 특성에 적응할 수 있으며, 슬러리 특성이 요구 사항을 충족하지 못할 때 쉽게 재작업할 수 있다는 것입니다. 적응성과 유연성이 매우 강함. 또한, 품종이 바뀔 때 이중 유성 믹서, 특히 소형 믹서의 청소가 비교적 간단합니다.


에이시뉴에너지리튬이온 배터리용 고급 장비 연구 및 제조 전문 기업입니다. 우리는 원통형 셀, 코인 셀, 파우치 셀 리튬 이온 배터리 생산 장비를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 리튬 배터리 생산 라인에 대한 원스톱 솔루션도 제공할 수 있습니다. 리튬 이온 배터리 업계에 처음 입문하고 자체 리튬 이온 배터리 생산 라인 또는 리튬 이온 배터리 팩 조립 라인을 구축하려는 경우 전문 기술 지원 및 안내를 제공할 수 있습니다. 언제든지 문의해 주세요!


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