海默生漿料的流變性如何影響電極涂布工藝加工性
正文:聯(lián)系方式:鄧先生 17317155928
鋰離子電池的漿料是一種具有剪切速率依賴性的非牛頓流體,其流動(dòng)行為隨著剪切速率的變化而改變,表現(xiàn)出假塑性特征,即在剪切作用下表現(xiàn)出粘度降低的行為。漿料的粘度是決定涂布加工性能的關(guān)鍵因素,例如高粘度會(huì)導(dǎo)致涂布機(jī)壓力過高,并會(huì)限制涂布速度,彈性行為會(huì)導(dǎo)致涂布不穩(wěn)定,高流動(dòng)性漿料在涂布后會(huì)擴(kuò)散和坍塌。電極涂布工藝性能不僅涉及涂布機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能,還包括整個(gè)涂布過程的各個(gè)階段。因此,漿料的流變性能必須滿足包括泵送、過篩、上料、計(jì)量、回流和流平等多個(gè)工藝步驟的要求,以實(shí)現(xiàn)最佳的漿料涂布性能。
涂布工藝過程中的剪切速率范圍通常分為三類:
1,低至中等剪切速率(0.1~1000S-1)— 該范圍涵蓋泵送和漿料制備等典型工藝,其特點(diǎn)是剪切作用時(shí)間較長,持續(xù)時(shí)間可能從幾秒到幾十分鐘不等。
2,高剪切速率(1000~100,000S-1)— 該范圍涉及過篩、上料以及刮涂和氣刀涂布等典型工藝,其特點(diǎn)是剪切作用時(shí)間較短,通常在幾毫秒的時(shí)間尺度內(nèi)。
3,超高剪切速率(100,000~2,000,000S-1)— 該范圍包括漿料通過刮刀計(jì)量的瞬間和擠壓涂布漿料流經(jīng)狹縫的過程,其特點(diǎn)是剪切作用時(shí)間極短,可能僅為幾微秒。
在刮刀涂布涂布過程中,剪切速率可由下式計(jì)算:
式中,v為涂布速度,h為涂布間隙。對(duì)于工業(yè)上最常見的狹縫模頭涂層,涂布剪切速率可以定義:
式中,Q 是物料的體積流量,b 是涂布寬度,h 是模頭狹縫尺寸。實(shí)驗(yàn)室涂布機(jī)和工業(yè)涂布機(jī)的涂布剪切速率范圍約為500至10000 s-1。
若漿料的流變性能未能滿足上述所有工藝過程的要求,將會(huì)導(dǎo)致涂布工藝中出現(xiàn)多種問題:
- 在低剪切速率下,漿料的低粘度可能會(huì)導(dǎo)致沉降不穩(wěn)定問題。
- 在低剪切速率下,過高的粘度可能會(huì)造成泵送和涂布啟動(dòng)時(shí)的障礙。
- 在高剪切速率下,高粘度可能會(huì)導(dǎo)致過篩和上料過程中出現(xiàn)問題。
- 在超高剪切速率下,高粘度可能引起涂料析出和刮痕,同時(shí)使得涂布量控制變得困難。
- 在超高剪切速率下,低粘度可能會(huì)導(dǎo)致涂布量分布不均勻。
因此,優(yōu)化漿料的流變性能對(duì)于確保電極涂布工藝的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。
在線旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對(duì)漿料在線檢測(cè)