锂电池负极天然石墨浆料分散机

是为了实现互不相溶相的分散，必须强力粉碎并混合其粒子。粉碎意味着必须克服表面张力的阻力来形成新表面。分散过程传递所需的能量，并保证两相均质混合。分散的长期稳定性会受到确切粒度分布及乳化剂和稳定剂使用的影响。 

天然石墨，顾名思义就是自然界天然形成的石墨，一般以石墨片岩、石墨片麻岩、含石墨的片岩及变质页岩等矿石出现。

天然石墨负极材料系采用天然鳞片晶质石墨，经过粉碎、球化、分级、纯化、表面等工序处理制得，其高结晶度是天然形成的。而人造石墨负极材料是将易石墨化碳如石油焦、针状焦、沥青焦等在一定温度下煅烧，再经粉碎、分级、高温石墨化制得，其高结晶度是通过高温石墨化形成的。

天然石墨用于锂电池负极 

原料的预处理

a. 石墨：经过混合，使原料均匀化，提高一致性，然后在 300~400℃常压烘烤，除去表面油性物质，提高与水性粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特性，不允许烘烤，否则效能降低）。

b. 水性粘合剂：适当稀释，提高分散能力。

(3) 掺和、浸湿和分散：

a. 石墨与粘合剂溶液极性不同，不易分散。

b. 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。

c. 应适当降低搅拌浓度，提高分散性。

d. 分散过程为减少极性物与非极性物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动性，降低分散难度。

e. 搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。

(4) 稀释

加入溶剂将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。

锂电池负极天然石墨浆料分散机

根据传统工艺中的叶轮剪切/循环特性，可以把叶轮的作用分为两大类，*类是对叶轮附近产生的剪切作用；第二类则是通过叶轮泵出的流量产生循环作用。浆体的进一步分散作用主要依靠叶轮的剪切作用，而叶轮的流量决定了叶轮的分散的能力。而在离叶轮端部较远的区域，总会存在一层浆料始终停滞不动，这个区域也就是人们常说的“死区”，分散设备的工作区域越大，而且浆料黏度越高，“死区”的问题就越突出，就算采用不同的叶轮和结构，死区仍然难以避免，因此在锂离子电池浆料的制备过程中，所制得的浆料产品就会出现混合分散不均匀、粉体颗粒与粘合剂接触不均匀、易分层和发生硬性沉淀等一系列问题。

 （2）在操作过程中双行星搅拌也会遇到诸多问题：

1.批次分散工艺，混合分散时间长，能量消耗大。

2 电极粉末材料由行星搅拌器顶部加入，粉尘容易飞扬、漂浮。更重要的是粉末与液相混合极易发生团聚

3. 物料易残留于行星搅拌器的罐盖、罐壁及搅拌桨上，清洗操作困难。

4. 空气易存留于分散混合罐，气泡的产生影响分散效果。

5. 批次工艺致使量产受到限制，生产线占地面的大，维护成本高。

锂电池负极天然石墨浆料分散机

锂离子电池浆料的混合分散过程可以分为宏观混合过程和微观分散过程，这两个过程始终都会伴随着锂离子电池浆料制备的整个过程。把双行星分散设备作为宏观混合单元溶入到锂离子电池浆料快速分散系统之中，把超剪切分散装置作为微观分散控制单元，这将会大大提高了锂离子电池浆料的分散效果和效率。

 3.1高剪切分散机理

在高剪切分散设备中，作用于液体的能量一般相当集中，这样可以使液体收到高能量密度的作用。引入能量的类型和强度必须足以使分散相颗粒有效地均匀分散。分散均匀的本质是使物料中分散相（固体颗粒、液滴等）受流体力学上的剪切作用和压力作用破碎并分散。

液体物料分散系中固体分散相颗粒或液滴破碎分散的直接原因是受到剪切力和压力的共同作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有三种，它们分别是层流效应、湍流效应和空穴效应。层流效应的作用是引起固体分散相颗粒或液滴的剪切和拉长，湍流效应的作用是在压力波动作用下引起固体分散相颗粒或液滴的随意变形，而空穴效应的作用则是使形成的小气泡瞬间破灭产生冲击波，而引起剧烈搅动。综上所述，超剪切分散设备内物料的分散机理比较复杂，主要是以剪切作用起主导作用，而以其他作用为辅。浆体物料在高频压力波的作用下产生反复的压缩效应，同时又受到超剪切分散设备内窄小间隙内的剪切力和回旋剪切力的强烈作用，如此综合反复的作用，被处理的浆料产生强烈的分散和粉碎作用，*终达到快速超细分散的目的。

3.2高剪切设备用于锂电浆料的分散

高剪切设备可用于电芯正极或负极，油性或水性浆料的分散乳化（油性浆料的粘结剂为PVDF溶剂为NMP，水性浆料的粘结剂为SBR+CMC溶剂为水，有时水性负极浆料也会添加少量NMP是为了增加SBR,CMC,水,石墨之间的相容性,对改善粘辊是非常有效的,许多电池发生辊压粘辊时都是采用加NMP的方法,一般占固体的5%,或浆料总重量的2%左右）

高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是*重要的。根据一些行业特殊要求，依肯公司在ER2000系列的基础上又开发出ERS2000超高速分散机。其剪切速率可以超过100.00 rpm，转子的速度可以达到40m/s。在该速度范围内，由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强粒经分布更窄。由于能量密度极高,无需其他辅助分散设备。

影响分散乳化均质结果的因素有以下几点

1 分散头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好）

2 分散头的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散头的齿形结构（分为初齿，中齿，细齿，超细齿，约细齿效果越好）

4 物料在分散墙体的停留时间，乳化分散时间（可以看作同等的电机，流量越小，效果越好）

5 循环次数（越多，效果越好，到设备的期限，就不能再好）

线速度的计算

剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-转子 间距 (m)

由上可知，剪切速率取决于以下因素：

– 转子的线速率

– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。 
IKN 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（转子直径）X 转速 RPM / 60

    超高速分散机的高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是*重要的。根据一些行业特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基础上又开发出ERX2000超高速剪切分散机。其剪切速率可以超过200.00 rpm，转子的速度可以达到66m/s。在该速度范围内，由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强，乳液的粒经分布更窄。由于能量密度极高,无需其他辅助分散设备,可以达到普通的高压均质机的400BAR压力下的颗粒大小.

    超高速分散机是高效、快速、均匀地将一个相或多个相(液体、固体)进入到另一互不相溶的连续相(通常液体)的过程的设备的设备。当其中一种或者多种材料的细度达到微米数量级时，甚至纳米级时，体系可被认为均质。当外部能量输入时，两种物料重组成为均一相。高剪切均质机由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，形成悬浮液（固/液），乳液（液体/液体）和泡沫（气体/液体）。高剪切均质机从而使不相溶的固相、液相、气相在相应熟工艺和适量添加剂的共同作用下，瞬间均匀精细的分散乳化，经过高频管线式高剪切分散均质乳化机的循环往复，*终得到稳定的高品质产品。

超高速分散机设备等级：化工级、卫生I级、卫生II级、无菌级 
超高速分散机电机形式：普通马达、变频调速马达、防爆马达、变频防爆马达、气动马达
超高速分散机电源选择： 380V/50HZ、220V/60HZ、440V/50HZ
超高速分散机材质：SUS304 、SUS316L 、SUS316Ti
超高速分散机表面处理：抛光、耐磨处理 
超高速分散机进出口联结形式：法兰、螺口、夹箍 

1 表中上限处理量是指介质为“水”的测定数据。

2 处理量取决于物料的粘度，稠度和*终产品的要求。

3 参数内的各种型号的流量主要取决于所配置的乳化头的精密程度而定。

4 本表的数据因技术改动，定制而不同，正确的参数以提供的实物为准

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