リチウムとはバッテリープラネタリーミキサー?
リチウム電池用プラネタリーミキサーは、リチウム電池電極スラリーの調製用に特別に設計された工業用混合装置です。その中核となる特徴は、公転+自転の複合運動モードです。撹拌部材は装置の中心軸の周りを低速(0~60rpm)で公転しながら、自身は高速(0~300rpm)で自転します。複数のカスタム撹拌パドル(アンカー型、パドル型、分散ディスク型)と組み合わせることで、デッドコーナーのない混合場を形成します。翻訳を希望するテキストをご提供ください。
リチウム電池の生産需要に応えて、2つの独自の構成を備えています。1つは真空シールシステム一つは-0.095MPaの真空環境で動作し、スラリー中の気泡や水分を除去できる装置です。もう一つは、二重ジャケット温度制御構造により、スラリー温度を±1℃以内で精密に制御し、温度変動によるバインダーの劣化を防止します。従来の混合装置と比較して、高ニッケル三元系やシリコンカーボン系アノードなどの新材料の混合ムラやバッチ一貫性の低さといった問題を解決し、リチウム電池電極製造の中核装置となっています。翻訳をご希望のテキストをご提供ください。
2. リチウム電池におけるプラネタリーミキサーの核心機能
(1)電極スラリーの品質確保と電池のコア性能の決定
材料の効率的な濡れ:回転によって発生する遠心力により、活性物質、導電剤などがバケット壁面に向かって押し出されます。自転翼の継続的な撹拌により、固体粒子が溶媒と完全に接触し、濡れ不足による凝集を防ぎ、その後の分散の基礎を築きます。翻訳をご希望のテキストをご提供ください。
マイクロ分散の実現:高速回転する分散ディスクが強力なせん断力を発生させ、カーボンナノチューブやグラフェンなどの導電剤の凝集構造を破壊し、活物質表面を均一にコーティングして連続した導電ネットワークを形成することで、電池の内部抵抗を低減します。翻訳を希望するテキストをご提供ください。
安定した脱ガスと水分制御:真空環境での撹拌により、スラリーから空気と水分を迅速に除去できます(最終水分含有量≤50ppm)。これにより、コーティング後の電極シートのピンホールを防止し、バッテリーサイクル中のガス膨張のリスクを低減し、バッテリーの安全性とサイクル寿命を向上させます。翻訳をご希望のテキストをご提供ください。
(2)リチウム電池製造の複数の段階をカバー
カソードの準備: カソードシートの安定したエネルギー密度を確保するために、三元材料/リン酸鉄リチウムを PVDF バインダーと均一に混合します。翻訳するテキストをご提供ください。
負極の製造:シリコン-炭素複合材料の凝集しやすい問題に対処し、負極シートのサイクル性能を向上させます。翻訳するテキストをご提供ください。
電解液のプレミキシング:補助電解液と添加剤を混合して電解液の化学的安定性を高めます。
3. 適切なプラネタリーミキサーの選び方
(1)まず、生産プロセスに基づいて設備構成を決定し、材料の特性に応じて主要なパラメータを調整します。プロセスの互換性の観点から、高ニッケル三元系やカーボンナノチューブなどの凝集しやすい材料の場合、自己回転速度が200rpm以上、せん断力が10⁵Pa以上、高速分散ディスクを備えたモデルを選択して、導電剤の均一なコーティングを確保します。シリコンカーボンアノードなどの高固形分(60%以上)スラリーの場合、壁面付着を防ぎ、強力な対流混合を実現するために、dddhhハンチャー+パドルddhhhの組み合わせパドルタイプを推奨します。量産ラインでの連続生産には、供給およびコーティング装置と連携できるモジュールモデルを選択して、労力を削減し、バッチの一貫性を向上させます。材料パラメータのマッチングの観点から、粘度は装置の定格値≥実際のスラリー粘度の1.2倍という要件を満たす必要があります(たとえば、粘度80,000 mPa・sのスラリーには、定格粘度100,000 mPa・sのモデルを選択します)。固形分含有量が70%以上のリン酸鉄リチウムスラリーの場合、強い遠心力を得るために回転速度が50 rpm以上のモデルを選択します。温度に敏感なPVDFシステムの場合、ジャケットの温度制御精度は≤±2℃である必要があります。固体電池などの高純度シナリオの場合、接触部品は316Lステンレス鋼またはセラミックコーティングで作られている必要があります。翻訳を希望するテキストをご提供ください。
(2)設備性能保証と運用・保守の最適化
コア設備の性能と長期的な運用保守コストを重視:性能面では、真空度≥-0.09MPaと二重シール構造を備え、効率的な脱ガスと水分制御(ペースト水分≤50ppm)を実現し、電極シートのピンホール問題を回避します。AI制御システムと粘度センサーを備えたインテリジェントモデルが推奨され、パラメータをリアルタイムで調整し、ヒューマンエラーを削減できます。運用保守面では、クイックオープンバケット設計のモデルが推奨され、洗浄時間を30分以内に短縮し、設備の利用率を向上させます。消耗品の交換コストを削減するために、シール部品の寿命が800時間以上のモデルを選択する必要があります。さらに、過負荷保護や緊急停止などの安全機能を装備し、"paddleの詰まりなどの障害を防ぎ、安定した生産を確保する必要があります。


