1. Introducción

En la I+D y la producción de lotes pequeños de baterías de iones de litio, la uniformidad, la ausencia de burbujas y la estabilidad del proceso de mezcla de la materia prima afectan directamente el rendimiento de la suspensión del electrodo, lo que a su vez está relacionado con la densidad energética y la vida útil de la batería. Como equipo clave de pretratamiento, los mezcladores al vacío a escala de laboratorio deben cumplir con los requisitos técnicos de alta precisión, lotes pequeños y dispersión eficiente. AOT-VM-150 a escala de laboratorio mezclador de vacío pequeño Con su sistema de vacío integrado y su preciso diseño de control, ofrece una solución fiable para la mezcla de lodos de electrodos de baterías de iones de litio y materiales auxiliares cerámicos. Sus características técnicas y ventajas de aplicación son fundamentales para mejorar la calidad del procesamiento de materias primas de baterías de iones de litio en el laboratorio.

2. Características técnicas principales del equipo

2.1 Diseño de mezcla y sellado al vacío

El equipo está equipado con una bomba de vacío incorporada, lo que permite que todo el proceso de mezcla se realice en un entorno de vacío con un grado de vacío de ≤ -90~-95 kPa. Este diseño permite eliminar eficazmente el aire del sistema de mezcla, evitar la porosidad anormal dentro del electrodo causada por burbujas residuales y mejorar significativamente la velocidad de llenado del material y la compacidad estructural de la posterior formación del electrodo, sentando las bases para la alta conductividad y estabilidad estructural de los electrodos de baterías de iones de litio. Al mismo tiempo, el equipo adopta un proceso de sellado suave. En comparación con el método tradicional de sellado duro, el sellado suave ofrece un mayor grado de ajuste de la superficie de contacto, lo que permite mantener un entorno de vacío estable durante mucho tiempo y reducir el impacto de las fugas de vacío en el efecto de la mezcla. Es especialmente adecuado para el procesamiento de materiales sensibles al contenido de gas, como la pulpa de baterías de iones de litio.

2.2 Optimización del sistema de potencia y mezcla

El sistema de mezcla utiliza una caja de engranajes con tecnología de regulación de velocidad por conversión de frecuencia, con una potencia de entrada de 150 W. La velocidad de mezcla se puede ajustar con precisión en un rango de 0 a 320 RPM mediante un convertidor de frecuencia. Este diseño permite adaptar la velocidad de mezcla con flexibilidad a las características de las materias primas de las baterías de iones de litio (como el tamaño de partícula de los materiales activos, la viscosidad de los aglutinantes y la volatilidad de los disolventes). Para lodos de electrodos de alta viscosidad, se puede utilizar una velocidad baja para evitar salpicaduras de material y sobrecalentamiento local; para la etapa de mezcla de agentes conductores que requieren una dispersión rápida, se puede aumentar la velocidad para mejorar los efectos de cizallamiento y dispersión. Además, el equipo adopta un innovador diseño de mezcla de doble cuchilla. A través de la rotación coordinada de las cuchillas, se forma una trayectoria de mezcla multidimensional, que rompe el área ciega de mezcla de la mezcla tradicional de una sola cuchilla, acorta el tiempo para una mezcla uniforme de la suspensión y reduce la aglomeración de materiales activos, asegurando la construcción uniforme de la red conductora.

2.3 Diseño de conveniencia estructural y operativa

Desde la perspectiva de la adaptabilidad del espacio y la practicidad operativa, las dimensiones generales del equipo se controlan en aproximadamente 330 mm. × 310 mm × 510 mm, con un peso de tan solo unos 20 kg. Se puede implementar con flexibilidad en el espacio limitado del laboratorio sin necesidad de un área de instalación dedicada para equipos a gran escala. El material se transporta en un tambor de vacío de acero inoxidable de 150 ml. El material de acero inoxidable tiene buena resistencia a la corrosión y limpieza, lo que puede evitar la interferencia de la disolución de iones metálicos en el rendimiento de los electrolitos y electrodos de baterías de iones de litio. Además, admite un diseño personalizado, que puede satisfacer las necesidades de mezcla de materiales de lotes pequeños en diferentes laboratorios (como la I+D de nuevas fórmulas de materiales de electrodos). En términos de operación, el equipo permite un ajuste preciso del tiempo de mezcla (0~9999 minutos) y la velocidad de oscilación, y el modo de oscilación admite una regulación continua de la velocidad. Los operadores pueden preajustar los parámetros según el plan experimental, lo que reduce los errores causados por la intervención manual y mejora la repetibilidad y la fiabilidad de los datos experimentales.

3. Parámetros técnicos clave y ventajas de rendimiento

3.1 Análisis de los parámetros técnicos fundamentales

El equipo es compatible con una entrada de voltaje dual de 220 V CA/110 V CA, lo que permite adaptarse a las necesidades de suministro eléctrico de diferentes laboratorios y mejorar su versatilidad. En términos de eficiencia de mezcla y control de calidad, el rango de ajuste de velocidad de 0 a 320 RPM cubre todas las necesidades de la etapa de mezcla de electrodos de baterías de iones de litio, desde la dispersión inicial del material hasta la posterior mezcla uniforme. En combinación con el alto grado de vacío de ≤ Con una capacidad de -90 a -95 kPa, soluciona eficazmente el problema de la densidad desigual de la suspensión causada por la incorporación de aire en la mezcla tradicional a presión normal. El volumen estándar de 150 ml y las opciones personalizadas no solo satisfacen las necesidades de la investigación de fórmulas de dosis bajas en laboratorio (como la optimización de la proporción del nuevo material de electrodo positivo NCM rico en Li y el agente conductor), sino que también permiten la preparación de muestras en lotes pequeños, lo que proporciona datos de apoyo para la producción piloto posterior.

3.2 Ventajas de rendimiento y valor de la aplicación

En comparación con lo tradicional equipo de mezcla de laboratorio Las principales ventajas de este mezclador al vacío residen en el control preciso y la garantía de calidad. Por un lado, mediante la regulación de la velocidad por conversión de frecuencia, el control de la temporización y el ajuste continuo de la oscilación, se logra la estandarización del proceso de mezcla, evitando desviaciones experimentales causadas por la experiencia de los operadores y proporcionando condiciones de proceso estables para la I+D de fórmulas de materias primas para baterías de iones de litio. Por otro lado, la combinación del entorno de vacío y la tecnología de sellado suave resuelve el problema de las burbujas en la fuente, mejora la compacidad de la suspensión y optimiza la calidad del recubrimiento del electrodo, así como el rendimiento de carga y descarga de la batería. En la práctica, el equipo no solo es adecuado para la mezcla de suspensión de electrodos de baterías de iones de litio (electrodos positivos y negativos), sino que también se puede extender a la mezcla de materiales relacionados con baterías de iones de litio, como materiales de pretratamiento de diafragmas cerámicos y portadores compuestos de electrolitos, con una amplia gama de aplicaciones de laboratorio. Además, el equipo ofrece una garantía limitada de un año y soporte técnico de por vida, reduciendo el costo de mantenimiento de los equipos de laboratorio y asegurando la continuidad de la investigación experimental a largo plazo.

4. Importancia de la aplicación en la I+D de baterías de iones de litio

En el contexto de la rápida evolución de la tecnología de baterías de iones de litio, el procesamiento de materias primas en el laboratorio desempeña un papel fundamental en los avances tecnológicos. El mezclador al vacío AOT-VM-150 proporciona un soporte fiable para la optimización de fórmulas y la exploración de parámetros de proceso de nuevos materiales de electrodos (como electrodos negativos de silicio y electrodos positivos sin cobalto) mediante el control preciso de los cuatro elementos fundamentales: grado de vacío, velocidad, tiempo y rendimiento de sellado. Por ejemplo, al mezclar la suspensión de electrodos negativos de silicio, el alto grado de vacío reduce los residuos de aire al mezclar partículas de silicio con aglutinantes, evitando así el agrietamiento del electrodo causado por la expansión de volumen de las partículas de silicio durante la carga y la descarga. El diseño de mezcla de doble pala garantiza la dispersión uniforme de partículas de silicio y agentes conductores, mejorando la conductividad y la estabilidad cíclica del electrodo. Al mismo tiempo, las características de miniaturización y personalización del equipo pueden reducir el costo de consumo de material de I+D de nuevos materiales, acelerar el ciclo experimental y brindar soporte de verificación de procesos clave para la transformación de la tecnología de baterías de iones de litio del laboratorio a la industrialización.

5. Conclusión

El mezclador de vacío pequeño a escala de laboratorio AOT-VM-150 satisface las necesidades básicas de mezcla de materia prima para baterías de iones de litio en laboratorio gracias a su sistema de vacío integrado, control preciso de potencia y diseño estructural compacto. Sus ventajas técnicas en cuanto a grado de vacío, regulación de velocidad y rendimiento de sellado mejoran eficazmente la calidad de la mezcla de la suspensión de electrodos de baterías de iones de litio, proporcionando condiciones de proceso estables para la optimización del rendimiento de las baterías y la I+D de nuevos materiales. En el futuro, a medida que la tecnología de baterías de iones de litio evolucione hacia una mayor densidad energética y una mayor vida útil, este equipo de mezcla de laboratorio de alta precisión se convertirá en un soporte importante para promover la innovación en fórmulas y la optimización de procesos, sentando las bases para avances tecnológicos en la industria de las baterías de iones de litio.