粘度单位(粘度单位cp和cps一样吗)

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前言:

大家好,我是研究新能源汽车的研究员。在上一期新能源汽车总结中,我整理了动力电池四个部件的制造工艺,分别是正极、负极、隔膜、电解液。这四个部件制造完成后,都经过了哪些工序来生产电池?这些制造过程会涉及到什么样的设备?这些设备是什么公司制造的?

这次我就介绍一下锂电池制造工艺前一阶段的混河涂工艺。

在正式开始今天的内容之前,我先给你一点风险提示:

本文所有内容均为行业研讨会、公司研讨会案例,不构成任何投资建议或投资推荐。还有三点值得注意:

1.短期价格波动几乎是不可预测的。但市场将充满巨大利益驱动下的神圣预言。

2.再好的生意,如果基本面条件发生大的变化,也有失败的风险。

3.随着流动性收紧,价值被高估的好公司,如果利润增幅达不到预期,可能会进行长期回调。

正文的开头:

锂电池的生产工艺在不同的电池厂商会有所不同。

一般来说,一般分为前中后三段。

1.前段:极片制造

(搅拌、包衣、压片、烘烤、切条、压片、成耳)

(核心环节:涂层)

2.中间部分:电池单元组件

(卷绕或层压、电池单元的预包装(装入外壳中)、电解液的注入、密封)

(核心环节:缠绕)

3.后部:后处理(电池激活)

(电池化成、体积分离、静置、检测和分类)

(核心环节:形成、体积分布和检测)

前极片制造工艺:

1、搅拌

正极(负极)浆料是用正极(负极)活性物质和引入剂,即搅拌制成的。

(1)混合的原理是什么?

通过搅拌叶片和旋转架的相互旋转,在机械搅拌的条件下,产生并维持悬浮液,强化液固之间的传质。

(2)搅拌的作用是什么?

配料过程其实就是将浆料中的各种成分按比例混合,配制浆料,有利于均匀涂布,保证极片的一致性。

配料有五道工序,即原料预处理、配料、浸泡、抽真空和絮凝。

(3)泥浆参数是什么?

1.粘性

流体对流动的阻力可以定义为两个区域各为1m2,相距1m,相对移动速度为1m/s时的动力粘度,单位为Pa.s (Pa。秒)。

粘度是流体的一种属性。流体在管道中流动时,有三种情况:层流、过渡流和湍流,这三种情况在混合设备中同样存在,而决定这些情况的一个重要参数就是流体的粘度。

在搅拌过程中,一般认为粘度小于5Pa.s的流体为低粘度流体,如水、蓖麻油、麦芽糖、果酱、蜂蜜、润滑油重油、低粘度乳液等。

5-50Pa.s为中等粘度技术资源网液,如墨水、牙膏等。

50-500Pa.s为高粘度流体,如口香糖、塑料溶胶、固体燃料等。

500Pa.s以上为超高粘度流体,如橡胶混合物、塑料熔体、硅酮等。

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(上图为阳极表面的骨料颗粒。搅拌过程中环境湿度过高,导致浆料处于冻结状态,导电剂分散不完全,轧后极片表面存在大量颗粒)

2.粒度D50

浆料中50%体积颗粒的尺寸

3.固体含量

浆液中固体物质的含量百分比,理论比固体含量小于装运固体含量。

(4)如何判断泥浆的混合搅拌结果是否均匀?

1.直接测量

1)粘度法

从系统的不同位置取样,用粘度计测量浆液的粘度;偏差越小,混合越均匀;

2)粒度法

a、从不同位置取样,用粒度刮刀检查泥浆的粒度;粒度越接近原粉粒度,混合越均匀;

b、从不同位置取样,用激光衍射粒度测试仪检测浆料的粒度;粒度分布越正常,大颗粒越小,混合越均匀;

3)比重法

从系统的不同位置取样,测量浆液的密度,偏差越小,混合越均匀。

2.间接测量

1)固体含量法(宏观)

从系统的不同位置取样,在合适的温度和时间下烘烤,测量固体的重量,偏差越小,混合越均匀;

2)扫描电镜/EPMA(显微镜)

从系统的不同位置取样,涂在基片上,干燥,浆料干燥后用SEM/EPMA检测颗粒或元素在膜技术资源网络中的分散情况;(系统的实心部分通常由导体制成)

(5)搅拌机

这个混合过程中需要的设备是搅拌机。

国内生产搅拌机的厂商有:汉民族激光、金银河、北方华创、先锋智能。

智能混音器:

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北华创镇空混音器:

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金银河真空混音器:

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第二,涂层

然后,前极片制造中最重要的步骤是阳极(阴极)涂覆。

(1)涂层的原理是什么?

极片涂布一般是指将搅拌均匀的浆料涂布在集流体上,并干燥浆料中的有机溶剂的过程。

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(上图中,银色部分为镀膜部分,金色部分为未镀膜部分)

(2)涂层的价值是什么?

在之前的工艺流程中,浆料混合用的正品空搅拌机20-40万台,涂布用的涂布机国内1200-2500万台,国外2500-3000万台,轧制用的辊压机200-400万台,分切用的分切机500-100万台。

(3)涂层工艺对锂电池的性能有什么影响?

极片涂层对锂电池的容量、一致性、安全性、内阻和循环寿命具有重要意义。涂层方法和母盘参数的选择对锂离子电池的性能有重大影响,具体表现如下:

1.掌握涂布和干燥温度

涂层干燥温度不应过高或过低。如果涂覆过程中干燥温度过低,则不能保证极片完全干燥。如果温度过高,极片内部的有机溶剂可能蒸发过快,极片表面涂层会开裂脱落。

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(上图为涂布时极片中间区域未完全干燥,涂层在轧制过程中发生迁移,形成条状裂纹。

)

2.涂层表面密度

还应该精确控制涂覆的表面密度。如果涂层表面密度太小,电池容量可能达不到标称容量。如果包衣面密度过大,容易导致食材腐败变质。严重时,正极容量过大,锂会析出,形成锂枝晶刺破电池隔膜产生短路,导致安全隐患。

3.涂层尺寸

涂层尺寸过小或过大,都可能导致电池内部的正极没有被负极完全覆盖。在充电过程中,技术资源网络中的锂离子从正极嵌入,移动到未被负极完全覆盖的电解液中,使得正极的实际容量无法有效显示。严重时电池内部还可能形成锂枝晶,容易刺破隔膜,造成电池内部短路。

4.涂膜厚度

涂层厚度过薄或过厚,都会影响后续极片轧制工艺,不能保证电池极片的性能一致性。

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(根据极片表面裂纹的光学照片,涂层表面的密度为(a) 15 mg/cm2,(b)17.5 mg/cm2,(c) 20 mg/cm2和(d) 25 mg/cm2,厚极片更容易出现裂纹。)

5.浆料粘度

浆料基本物理性能与涂层的关系:在实际工艺过程中,浆料的粘度对涂层效果有一定的影响,电极原料、浆料配比、粘结剂种类不同,制备的浆料粘度也不同。当浆料粘度过高时,无法连续稳定地进行涂布,涂布后果还受到涂布液的均匀性、稳定性、边缘和表面效应以及涂布液的流变特性的影响,从而直接决定了涂层的质量。

6.铜箔和铝箔的表面张力

铜铝箔的表面张力必须高于涂布溶液的表面张力,否则溶液将难以在基材上顺利铺展,从而导致涂层质量较差。

7.静电

在涂装线中,当涂料退绕并通过辊时,基材表面会产生大量静电。静电很容易吸附空气体和滚筒上的灰层,造成涂层缺陷。在静电放电过程中,涂层表面也会产生静电外观缺陷,更严重的会引发火灾。如果冬天湿度低,涂装线的静电问题会更严重。减少此类缺陷的最有效方法是尽量保持相对较高的环境湿度,将线路接地并安装一些防静电装置。

8.清洁

基板表面的杂质会导致一些物理缺陷,如凸点、污垢等。因此,在基板的生产过程中,需要掌握原材料的清洁度。

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(左为带气泡的负极板,右为放大200倍的扫描电镜。在浆料混合、输送和涂布过程中,灰尘或长绒絮状物等异物混入涂布液中或落在湿润的涂层表面,在此处涂层表面张力受外力影响,导致分子间力的变化,浆料轻微转移,干燥后形成圆形痕迹,中间较薄。)

(3)涂布机

这个涂布过程中需要的设备是涂布机。

国内涂布机制造商包括普泰来(新佳拓)、科恒(浩能)、何英科技、先锋智能和金银河。

普莱(新佳拓)涂布机:

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恒股份(豪能)涂布机:

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智能涂布机:

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Win技术涂布机:

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河流涂布机:

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参考资料:

电子爱好者

锂前沿

电池视觉

智能官网

何英科技官网

北方华创官网

新拓官网

金银河官网

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