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1、错误的生产工艺,耗时太长:
生产一锅浆料花费7-10个小时,如果加上打胶时间更是不可思议。究其原因就是,对电池浆料的生产工艺没有完全了解造成的。这样的浪费资源及成本的加大使我为电池生产企业非常着急。但要改变其做法,真是太难。
记的在几年前,广东有一家在电池行业非常有名的企业的几位工艺工程师质问我,你们红运的搅拌机能不能搅拌高粘度物料?我说可以啊,红运生产的搅拌机可以搅拌万粘度的物料,但他们耻笑。
我苦口婆心给他们讲关于搅拌方面的原理,但他们还是坚持自己的想法。我非常生气,谈了不到5分钟拍桌离开。
结果,他们不再采购我红运机械的搅拌机,而改用一家所谓在国内的合资企业生产的搅拌机。此家搅拌机的搅拌桨就像两根筷子,在干泥巴似的物料里搅动,到现在生产一锅浆料费时8小时以上,还不算打胶时间。就是这样他们还在‘满意地坚持着’
原来他们把浆料的粘度与浆料的密度两者的概念没搞清楚,而在全部粉体里只加入10-20%的液体就搅拌,这样搅拌就根本达不到粘合的作用,也就是说,根本不懂电池浆料正确的生产工艺。
2、不正确的真空脱气操作:
众所周知,我们要的是成品电池浆料里不含气泡以保证涂布质量,但多数企业在整个生产过程中都抽真空。
正确的做法是:当浆料的细度、均匀度及粘度达到要求后方可抽真空。如果在整个生产过程中抽真空,会造成如下严重后果:
(1)、配方比例失调:由于在抽真空时,液体成分也会随着气体被抽走,真空度越高,流失得越多,从而造成配方比例失衡,粘度变大;
(2)、生产效率变低:由于在抽真空时,浆料体积变大,物料密度变小,分散及搅拌的效率变低。
3、浆料飞溅,造成上次的材料固结物掉进成品新料里:
在桶体内液面低时高速分散转速开启过高、或当桶体内盛满浆料时公转开启过高,造成浆料飞溅到上桶体及行星箱体上,如下图所示:以上的不当操作会严重影响浆料的质量及轴承的寿命。可惜的是,客户却一意孤行,不听劝阻。
4、清洗桶体时,液体盛得太满,把搅拌桨转速选择得过高,造成高速分散轴承座内的轴承进水而卡死。此种错误的操作行为在许多公司都在发生,太可惜了。
最后,我要告诉各位朋友,其实做一锅浆料总共只需3-4小时,那就看您是否真正掌握了浆料的生产工艺了没有?
10羧甲基纤维素钠是什么?增稠剂?悬浮稳定剂?粘结剂?分散剂?保水剂?
没错,这些都是羧甲基纤维素钠的特性,而且还不止于此,其光辉闪耀,应用广泛,引用一段文字来描述:
“CMC是一种重要的纤维素醚,是天然纤维经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子纤维素化合物,易溶于冷热水。它具有乳化分散剂、固体分散性、不易腐蚀、生理上无害等不同寻常的和极有价值的综合物理、化学性质,是一种用途广泛的天然高分子衍生物。CMC为白色或微黄色粉末、粒状或纤维状固体,无臭、无味、无毒。CMC具有增稠、分散、悬浮、粘合、成膜、保护胶体和保护水分等优良性能,广泛应用于食品、医药、牙膏等行业。CMC是一种大分子化学物质,能够吸水膨胀,在水中溶胀时,可以形成透明的粘稠胶液,在酸碱度方面表现为中性。固体CMC对光及室温均较稳定,在干燥的环境中,可以长期保存。CMC的优越性能如:增稠性、保水性、代谢惰性、成膜成形性、分散稳定性等,可用作增稠剂、保水剂、粘合剂、润滑剂、乳化剂、助悬浮剂、药片基质、生物基质和生物制品载体等。”
分子式:
制造工艺流程:
附上一份CMC成分表(系陶氏化学CRT0PA)
对于CMC品质来说,杂质控制的好差,直接决定了其使用性能也依据其应用范畴而不同,譬如食品用、药剂用、电池用、涂料用等等。
这里插入一张图片,大概倍所拍,不知有没有人能猜出这是什么。
(这个现象我在三家单位都遇到过,涵盖大赛璐、斯比凯克、邦维这三种CMC,负极浆料目过筛,最终滤得团聚絮状物,清洗可得图中所示,目视略呈透明状纤维,那么判断这厮是啥,基本可以确定了吧?有没有高人可以更专业而形象的给小弟解释下呢?PS:你能想到的延长时间,40~50℃条件,小弟都试过,虽然没那么系统。)
加工性能:
1、溶解性
(CMC的溶解均匀至关重要,看完下面这段话,你将会对匀浆工艺的湿法、干法多一点更深的理解)
羧甲基纤维素易吸收水份,具有良好的水溶性,溶於冷水或热水成为胶体溶液。不溶於甲醇、乙醇、丙铜、氯仿及苯等有机溶剂。取代度是影响其水溶性的重要因素,粘度对水溶性的影响也很大。通常粘度在25mPa.s-00mPa.s之间,取代度在0.3左右,呈碱溶性。取代度大于0.4即为水溶性。随着取代度的上升,溶液的透明度也相应改善。CMC的溶解,和其他高分子电介质相同,在溶解时,首先产生膨胀现象,然后逐渐溶解。所以在配制溶液时,应使各个粒子均匀润湿,才能迅速溶解。否则,它在水溶液中膨胀后,粒子间相互粘附形成很强的皮膜或胶团,使粒子不易分散,造成溶解困难。
2、溶液粘度影响因素
A、溶液浓度的影响:无论高、中、低粘度的CMC,其粘度随溶液浓度的增加而上升,溶液浓度与粘度的对数值近似直线关系。
B、PH值的影响:1%CMC溶液的粘度在PH值6.5-9.0时最大且最稳定。一般说PH值在9.0-11.0的范围内粘度变化不太大。但当PH<6时,粘度迅速下降,并开始形成CMC酸,后者于PH≌2.5时即达完全;若PH>9时,粘度亦会下降,起初比较缓慢,但当PH>11.5时,开始急剧下降。这是因为未取代的羟基与碱分子结合,促进纤维素分散的结果。
C、温度的影响:CMC溶液的粘度随温度的升高而下降。冷却时,粘度即行回升,但当温度升至一定程度时,将发生永久性的粘度降低。但须指出,粘度降低和CMC取代度有密切关系,取代度越高,粘度受温度影响越小。
D、盐类的影响:各种无机盐等离子的存在会降低CMC溶液的粘度,盐类对粘度的影响几乎取决于阳离子的价数。一般是遇一价阳离子盐时呈水溶性,遇三价阳离子盐时呈不溶性盐,遇二价阳离子盐时,则介于一价和三价之间。
E、剪切速率/流速梯度的影响:因CMC溶液系非牛顿型流体,而是属于假塑性流体。其流动性质不能用简单的牛顿公式描述,但溶液的表观粘度仍是测定时流速梯度的函数。
关于粘度,不得不说这其中有太多的话题值得讨论,不过如果对于以上5点有足够理解,那么正常加工应该不在话下了。pH即在于杂质控制,尤其水;温度即在于过程控制,呵呵,这个过程可不简单噢;剪切速率,即流变性的研究了,这个就更复杂啊……
以上,仅仅作为羧甲基纤维素钠的基本物化性质,那么究竟为何要选择它作为锂电负极水系浆料元老,而不是其他呢?这得从其出色的加工性能说起了。
其一,保水性:水系浆料,不言而喻,有经验的同仁应该理解,保水的重要性,失水导致固含量的变化而造成面密度的变差,那可是很坏的结果呦;同志们要控制好啊,嘿嘿
其二,悬浮稳定性:毋庸置疑,这个是浆料分散稳定最核心的存在。话不多说,请看图,
这图不是很形象,简单说就是CMC的纤维布满整个浆料空间,将石墨颗粒阻隔开来。显然的,如果不添加CMC,浆料就沉降得跟淤泥一样了;再者,CMC-Na,作为聚阴离子型纤维素化合物,可与粉体形成双电层静电稳定作用。相关深入研究可自行检索,附上本人整理的一份资料,仅供参考,不推荐下载,因为是要付费的。锂离子电池的匀浆基本原理.3bydeepblue.pdf(1.57MB,下载次数:,售价:10个电池币)(可不用下载,待百度文库审核贴上网址,豆丁文根治白癜风的方法关爱白癜风儿童