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Análise das propriedades e principais fatores de influência da lama de bateria de lítio

Mar 05,2024
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1. Fluidonewtoniano 

Refere-seaumfluidodebaixaviscosidadequesedeformafacilmente sob tensão, com tensão de cisalhamento proporcional à taxa de deformação. Sua viscosidade permanece constante independentemente da taxa de cisalhamento. Exemplos incluem água, álcool, a maioria dos líquidos puros, óleos leves, soluções de compostos de baixo peso molecular e gases que fluem a baixas velocidades.

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 2. Fluido não newtoniano 

Não' t aderem à relação linear entre tensão de cisalhamento e taxa de deformação de cisalhamento conforme Newton' lei da viscosidade. Exemplos incluem soluções concentradas e suspensões de polímeros de alto peso molecular, vários fluidos corporais, como sangue, linfa e líquido sinovial, e semifluidos como citoplasma.

 

3. Lama de eletrodo 

Consiste em uma mistura de materiais com diferentes densidades e tamanhos de partículas, formando um sistema sólido-líquido disperso, que pertence aos fluidos não newtonianos.

 

4. A viscosidade dos fluidos não newtonianos varia

 não apenas com a temperatura, mas também com a taxa de cisalhamento e o tempo, exibindo comportamento de cisalhamento ou espessamento de cisalhamento.

 

5. Propriedades do chorume:

 

   (1) Fluidez: Fluxo contínuo indica boa fluidez.

   

   (2) Nivelamento: Afeta a suavidade e uniformidade do revestimento.

   

   (3) Reologia: Refere-se às características de deformação da lama durante o fluxo.

 

6. Dispersão do chorume:

 

   (1) Mistura de pó seco: As partículas entram em contato em várias formas, como ponto-ponto, ponto-superfície e linha-ponto.

   

   (2) Amassamento de lama: A adição de líquido ou solvente aglutinante torna as matérias-primas molhadas e formam lama. A mistura intensa por agitador aplica cisalhamento mecânico e atrito aos materiais, promovendo dispersão (ruptura de partículas grandes).

   

   (3) Dispersão de diluição: O solvente é gradualmente adicionado para ajustar a viscosidade da lama e o teor de sólidos. Dispersão e agregação coexistem nesta fase, alcançando finalmente a estabilidade. A dispersão de materiais é influenciada principalmente pela força mecânica, resistência ao atrito entre pó e líquido, força de cisalhamento de dispersão de alta velocidade e interação entre lama e parede do recipiente.

 

7. Fatores que influenciam o chorume:

 

   (1) Tanto a viscosidade excessivamente alta quanto a baixa viscosidade são desfavoráveis para o revestimento de eletrodos. A lama de alta viscosidade é menos propensa a assentamento e exibe melhor dispersão, mas viscosidade excessivamente alta dificulta o nivelamento e a eficiência do revestimento (resultando em fissuração localizada ou mesmo fratura durante a laminação subsequente). Embora a lama de baixa viscosidade flua bem, ela seca lentamente, reduzindo a eficiência de secagem do revestimento, e pode causar problemas como rachaduras no revestimento, agregação de partículas e densidade superficial inconsistente.

   

   (2) Analisar e abordar as variações na viscosidade do chorume envolve a compreensão da natureza dos ligantes e do grau de dispersão do chorume.

   

   (3) Aumento da viscosidade:

  •     A viscosidade positiva da lama do eletrodo aumenta após um certo período.

          

  •     Este aumento pode ser devido à agitação rápida da lama, dissolução insuficiente dos ligantes inicialmente. Após algum tempo, o pó de PVDF se dissolve completamente, levando ao aumento da viscosidade. Normalmente, o PVDF requer pelo menos 3 horas para se dissolver completamente, sem ser afetado pela velocidade de agitação.

          

  •     O assentamento prolongado da lama transforma o coloide de um estado de sol para um estado de gel. A remistura suave durante esta fase pode restaurar a viscosidade.

         

  •     A formação de uma estrutura específica entre coloides e materiais ativos ou partículas de agentes condutores leva a um aumento irreversível da viscosidade.

         

  •     O aumento da viscosidade na lama negativa do eletrodo é causado principalmente pela destruição da estrutura molecular do ligante, resultando em aumento da viscosidade após a oxidação. A dispersão excessiva de materiais, levando a uma redução significativa no tamanho das partículas, também pode elevar a viscosidade do chorume.

       

   (4) Diminuição da viscosidade:

   

  •     A viscosidade da lama positiva do eletrodo diminui.

           

  •     As razões incluem mudanças nas propriedades coloidais dos ligantes durante o transporte, absorção de água, mudanças estruturais durante a agitação ou degradação.

          

  •     A dispersão irregular durante a mistura resulta em sedimentação substancial de substâncias sólidas no chorume.

       

  •     Fortes forças de cisalhamento e atrito atuando sobre os ligantes durante a mistura podem causar alterações em suas propriedades em temperaturas elevadas, levando à redução da viscosidade.

           

  •     A redução da viscosidade na lama negativa do eletrodo pode ser devida às impurezas misturadas na CMC. A maioria das impurezas na CMC são resinas insolúveis de alto peso molecular. A mistura de CMC com cálcio, magnésio, etc., reduz sua viscosidade.

           

  •     CMC, sendo carboximetilcelulose sódica, é ligada principalmente por ligações C/O, que são facilmente rompidas por forças de cisalhamento. Agitação excessiva ou duração prolongada podem danificar a estrutura da CMC, levando à sedimentação e redução da viscosidade.

  •        

    A destruição do ligante SBR durante a mistura prolongada pode causar coagulação, levando à perda de adesão e redução da viscosidade do chorume.

       

   (5º)A consistência gelatinosa flutua:

   

    Teor de umidade: A consideração da absorção de umidade por materiais ativos, controle inadequado de umidade durante a mistura ou alta umidade durante a absorção da matéria-prima podem fazer com que o PVDF se torne gelatinoso.

       

    Valor de pH da lama ou materiais: O pH mais alto requer um controle de umidade mais rigoroso, especialmente para materiais com alto teor de níquel como NCA e NCM811 durante a mistura.

       

    Viscosidade inconsistente do chorume:

       

        A lama pode não se estabilizar completamente durante os testes, e sua viscosidade é altamente influenciada pela temperatura. Especialmente após a dispersão em alta velocidade, diferentes leituras de viscosidade podem ser obtidas devido a gradientes de temperatura dentro da lama.

           

        A má dispersão de materiais ativos, ligantes e agentes condutores leva a uma fluidez inadequada, resultando em viscosidade flutuante.

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Sanxin' s Compromisso com a Ciência dos Materiais

A Sanxin New Materials Co., Ltd. estende sua experiência além das bolas de fresagem cerâmicas, abrangendo uma ampla gama de nanopartículas, nanopós, cerâmicas resistentes ao desgaste e cerâmicas resistentes à abrasão. Esse foco amplo destaca a empresa' seu compromisso com o avanço da ciência dos materiais e com a oferta de soluções que atendam às necessidades em evolução das indústrias em todo o mundo.

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