Улучшение характеристик аккумуляторов и сокращение времени смешивания с помощью планетарного миксера NETZSCH PMH

Время смешивания и экономия энергии

Сокращение времени смешивания

В ходе проверочных испытаний компания NETZSCH значительно сократила время смешивания - в 2 раза для анодного и в 3 раза для катодного смешивания. Планетарные миксеры NETZSCH (PMH) смешивают суспензию за 120 минут (анод) и 160 минут (катод) и обеспечивают еще более высокое качество работы. Почему же планетарные миксеры NETZSCH оказались настолько лучше и как работает планетарный миксер?

Улучшенные характеристики благодаря усовершенствованной фазе замешивания в процессе смешивания

Недавние испытания показали значительное улучшение характеристик батарей благодаря оптимизированной фазе замешивания в процессе смешивания с помощью NETZSCH PMH. При замешивании достигается более однородное распределение материала, что приводит к следующим преимуществам:

• Более высокая производительность: Равномерное смешивание компонентов приводит к лучшему соединению материалов, повышая общую эффективность батареи. Это обеспечивает более эффективную передачу энергии, что приводит к увеличению емкости и срока службы батареи.
• Высокая проницаемость заряда: Улучшенная однородность также способствует более высокой перколяции заряда в структуре электрода. Это обеспечивает более эффективный перенос заряда, снижая сопротивление и позволяя ускорить циклы зарядки без ущерба для стабильности батареи.

Эти улучшения подчеркивают критическую роль хорошо выполненной фазы замешивания, демонстрируя очевидные преимущества как в плане производительности, так и в плане управления энергопотреблением.

Кремниевые аноды в батареях будущего

Решение проблем, связанных с перемешиванием и образованием водорода

Кремниевые аноды вызывают все больший интерес для будущих аккумуляторов благодаря своему превосходному потенциалу. Однако обычные планетарные смесители часто создают проблемы в процессе смешивания, в частности, из-за высоких усилий сдвига, которые они генерируют. Эти силы могут разрушить чувствительный графито-кремниевый композит, что приводит к нежелательным побочным эффектам, таким как образование водорода.

Обычные планетарные смесители, в которых используются диспергирующие диски с высокой скоростью вращения (рис. 7, слева), могут повредить такие важные компоненты, как связующие или активные материалы. Это приводит к снижению производительности батарей и деградации материалов. В отличие от этого, смесительные инструменты NETZSCH специально разработаны для минимизации усилий сдвига, обеспечивая более мягкий и контролируемый процесс замешивания. Такая конструкция позволяет смесителю работать на более высоких скоростях, не повреждая связующую структуру суспензии аккумулятора и не провоцируя выделение водорода.

Еще одним практическим примером преимуществ передовых технологий смешивания может служить приготовление суспензий для анодов на водной основе, содержащих карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), полимер с длинными цепями и высокой молекулярной массой. Обычные планетарные смесители часто оказывают чрезмерное механическое воздействие на эти полимерные цепи, вызывая их фрагментацию. Это приводит к нежелательным изменениям вязкости суспензии, таким как загущение при сдвиге, что делает суспензию непригодной для последующих процессов нанесения покрытий.

В отличие от этого, инновационные инструменты для смешивания NETZSCH применяют более мягкое разминающее воздействие, которое сохраняет целостность цепей КМЦ. Такой подход позволяет поддерживать постоянную вязкость суспензии, обеспечивая однородное смешивание и равномерное покрытие активного материала. В результате получается высококачественная суспензия, способствующая улучшению работы батарей без рисков, связанных с традиционными методами смешивания с высоким сдвигом.

От лаборатории до завода Gigafactory

Масштабируемое микширование для любой сцены

Для ускорения разработки новых химических составов аккумуляторов планетарный смеситель NETZSCH PMH выпускается в различных типоразмерах - от лабораторных до пилотных и полномасштабных производственных моделей. Ключевым преимуществом смесителей NETZSCH является постоянное соотношение диаметра емкости и смесительного инструмента во всех типоразмерах оборудования. Такое единообразие обеспечивает плавное и эффективное переключение с одного типоразмера оборудования на другой, что позволяет быстрее переходить от одного типоразмера к другому в процессе разработки.

Кроме того, наша команда специалистов по аккумуляторам и современная лаборатория по производству аккумуляторов оказывают экспертную поддержку, помогая клиентам в разработке и оптимизации химического состава элементов для достижения их целей по производительности.

Гибкость

Однако PMH не ограничивается одной технологией. Специальная конструкция и высокая гибкость при смене смесительных инструментов позволяют использовать планетарный смеситель для различных других применений в аккумуляторной промышленности, обеспечивая безопасность процесса. Один смеситель или установка могут охватывать несколько областей применения, включая:

• Различные химические составы элементов с колебаниями содержания твердого вещества (например, LFP, LMFP, NMC, ...)
• Смешивание твердотельных батарей с высокой вязкостью
• Производство теплоизоляционного материала для батарейных модулей
• Быстрое смешивание сухих электродов батарей без растворителя, с гибким изменением геометрии
• Натрий-ионные батареи

В зависимости от области применения, смесительные инструменты могут быть заменены клиентом за считанные минуты, при этом сервисное обслуживание не требуется.