鋰離子電池生產中各極片材料的漿料的混合分散至關重要,漿料分散質量的好壞,直接影響到后續鋰離子電池生產的質量及其產品的性能。

鋰電作為近幾年汽車動力電池的主流解決方式制備工序多，各工序所用設備行業存在多種解決方案，同時隨著發展不斷有新的解決方案進入。鋰電池的制作分為極片制作、電芯組裝、化成檢測三個階段。其中極片制作分為漿料制備、涂布、輥壓、分切四個環節，本文介紹漿料制備階段，并就目前電池廠幾種常見的漿料制備方式與設備向大家做簡要介紹。

鋰離子電池的電極制造,正極漿料由粘合劑、導電劑、正極材料等組成;負極漿料則由粘合劑、石墨碳粉等組成。正、負極漿料的制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過程,而且在這個過程中都伴隨著溫度、粘度、環境等變化。

在正、負極漿料中,顆粒狀活性物質的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運動,因此在鋰離子電池生產中各極片材料的漿料的混合分散至關重要,漿料分散質量的好壞,直接影響到后續鋰離子電池生產的質量及其產品的性能。

雙行星攪拌機

工作原理

行星架在轉動的時候，可以帶動機器的攪拌軸圍繞著反應釜料桶公轉的同時，雙行星的攪拌軸進行高速自轉，這種公轉自轉的同時進行可以促物料受到機械強烈的剪切與捏合的作用，從而達到物料的充分乳化、分散和混合的目標同，這種結構設備的混合效果是普通混合機的幾倍。同時在雙行星攪拌機的行星架上設置了一組刮壁刀隨著行星架轉動，通過不斷的無縫刮壁，讓壁桶無滯留電池漿料，提高了混合的效果。雙行星攪拌機是耐真空的機械，可進行抽真空、加熱、冷卻?？梢詽M足鋰電池漿料的濕法混料工藝的加工需求。

優勢：

1.低間隙。漿與漿、漿與桶壁、漿與桶底之間間隙低，攪拌漿相互間以及攪拌漿與攪拌罐內部的精密間隙，使攪拌罐無死角，具有高度的捏合效果，使物料在短時間內迅速相互滲透及捏合。

2.高效率。獨特的混合分散攪拌結構設計，大大提高了鋰電池生產設備的產能，能夠進行高效生產。

3.物料不粘壁，出料干凈。

360度無死角設計，保證物料攪拌均勻。在雙行星攪拌機的行星架上的刮壁刀可以輕松使桶壁無滯留料。同時輔以刮片式攪拌槳，可以對料桶底部進行刮拭，避免了攪拌死角，大大提高了物料的混合效果，保證了成品的品質。

4.高分散/剪切低噪音。分散/乳化部件線速度可達到23M/S以上，零部件加工、專業工裝，零部件配合度高，磨損度小，運行更加平穩低噪音；滿負載運行下，營造低噪音工作空間。

5.耐腐蝕零泄漏。防腐蝕機械密封加上軟、靜等密封，行星傳動箱采用全密封結構，全方位密封理念使得密封性能在傳統基礎上提高50%；并且真空保持度高，確保攪拌過程零污染。

6.高強度。根據不同的混合工藝（干法混料、濕法混料），經嚴格的強度計算，適合高粘度、高固含量電池正負極漿料、粘結劑使用。

7.集成化高。預混、攪拌、周轉、過濾諸環節無縫快拆式對接，與空氣無接觸。可PLC全自動控制，速度、溫度、升降、真空系統，可集成在一張面板上控制。

缺點：

在操作過程中雙行星攪拌也會遇到諸多問題：

1.批次分散工藝，混合分散時間長，能量消耗大。

2.電極粉末材料由行星攪拌器頂部加入，粉塵容易飛揚、漂浮。更重要的是粉末與液相混合極易發生團聚。

3.物料易殘留于行星攪拌器的罐蓋、罐壁及攪拌槳上，清洗操作困難。

4.空氣易存留于分散混合罐，氣泡的產生影響分散效果。

5.批次工藝致使量產受到限制，生產線占地面的大，維護成本高。

電池漿料雙螺桿式攪拌

螺桿式攪拌系統一般由計量斗、稱量及輸送系統、貯罐、制膠罐、中轉罐、喂料機、高速混料機、增壓泵、磁性式過濾器、高速均質機、輔助設備及DCS中央控制系統組成。鋰電池的正、負極原材料（粉體與液體）通過精確的計量系統在線自動和連續輸送到螺旋混合機中、在螺旋混合機中完成混合、分散、研磨、抽真空等操作形成漿料，然后漿料連續從螺旋混合機中輸出進入下道生產工序。

雙螺桿攪拌全自動生產線具有生產效率高、封閉式生產、物料及能源消耗少等優點，目前在行業內也獲得一定認可。

優勢：

1、生產連續性強。連續攪拌工藝基于雙螺桿擠出機，將連續原料喂料、預攪拌捏合、精細分散和脫氣等基本操作集中于單個設備，連續攪拌工藝包括所有的液體和固體成分的可控性的連續喂料以及在液相中的固體顆粒的微觀分布。

2、較少設備資金投入。借助高生產效率，連續攪拌工藝可以用一條操作生產線取代多個批次攪拌機。因此，可以顯著減少大規模生產裝置所需的投資。

3、憑借能源節約、自動化程度高和所需的人力資源少，降低運營成本。

4、增強產品性能的重復性和可控性。

5、在線質量控制實現更穩定的產品質量。原料喂料（粉末和液體），攪拌，分散和排氣的全自動化操作提高配方精確度，改善工藝控制并增強可追溯性。

缺點：

1、難以確保失重秤的精度。由于添加劑和原材料的比例差異較大，在非堆積式進料方式下，應采用更高精度的失重秤以保證進料計量的準確性，保證各類粒子能夠按照配方比例連續、準確進入設備，才能提高混料的均勻性，從而提高電池品質。

2、物料的一致性差，雙螺桿設計應采用合理的螺桿設計組合，以保證物料進入的連續性和混合的均勻性。

犁式攪拌機

犁式攪拌機由傳動部件、攪拌器、圓形桶體、高速飛刀組成，攪拌器的犁頭在高速運轉時對物料除了軸向分散以外，還可帶動物料沿圓形筒體作周圍流動，有效解決物料分層問題，中間的高速飛刀進行輔助混合和對結塊料的分散解聚的作用。物料在犁頭和飛刀的雙重作用下能在較短的時間內均勻混合。

優勢：

1、混合速度快。新概念的犁刀式攪拌機理的核心技術的運用，加上高速旋轉刀頭的離散式攪拌，根據產品的不同配方，主機攪拌時間為90-180s。

2、攪拌主機的混合精度高。各種物料的和易性及均勻度好，混合時不產生離析，攪拌的混合比可高達1：10000，能夠最大程度地滿足施工要求。

3、卸料采用氣動開門，獨特的開門方式使卸料可在10秒以內完成；

4、飛刀采用錳鋼制作，裝配硬齒面齒輪減速機，可滿負荷啟動；

5、犁頭、飛刀片磨損可更換，在干粉混合的基礎上可加噴液功能，使固液混合效果更佳。

缺點：

1、生產連續性差。裝料量太多，物料在犁刀式混合機內會因為沒有充分的活動空間而影響混合效果和延長混合時間，增大功率消耗；裝料量過少，也會因為犁刀式混合機內的物料太少而不能形成足夠的阻力，從而減弱了混合效果，延長了混合時間。

2、容易造成物料的堆積，使用后殘渣不易清洗。

不同的漿料制備方案在行業內各家企業均有應用，孰優孰劣尚無定論，北方華創新能源致力于漿料制備工藝的研發，打造先進的漿料制備系統，為行業客戶提供更優的漿料制備方案。