1. Introducción

En el proceso de fabricación de baterías de iones de litio, la calidad de la mezcla de las pastas de electrodo afecta directamente al rendimiento electroquímico y a la estabilidad de ciclo de la batería. Asimismo, la uniformidad de la mezcla de materiales funcionales, como los materiales cerámicos, es crucial para sus efectos de aplicación posteriores. Tradicionalmente equipo de mezcla Tiende a atrapar aire durante el funcionamiento, lo que provoca problemas como una densidad de material insuficiente y una mala capacidad de llenado, lo que limita la mejora del rendimiento del producto. Por lo tanto, el desarrollo de equipos de mezcla a escala de laboratorio con control de ambiente de vacío y capacidades de dispersión de alta eficiencia se ha convertido en una importante línea de investigación en el campo de la preparación de materiales. equipo de mezcla al vacío El diseño presentado en este artículo aborda las necesidades del procesamiento de materiales en lotes pequeños en laboratorios, equilibrando la eficiencia de dispersión, la conveniencia operativa y la adaptabilidad espacial, brindando así apoyo técnico para la investigación experimental sobre materiales relacionados.

2. Estructura del equipo y características principales

2.1 Diseño de la estructura de sellado

El equipo emplea un proceso de sellado suave y, gracias al diseño optimizado de la superficie de contacto, se logra un sellado excelente. Este diseño garantiza la estabilidad del vacío durante el proceso de mezcla, evitando eficazmente la infiltración de aire y propiciando una mezcla sin burbujas.

2.2 Sistema de regulación de potencia

La unidad de mezcla está equipada con una caja reductora y un módulo de control de velocidad de frecuencia variable, que permite ajustar la velocidad de agitación de forma flexible según las propiedades físicas de los distintos materiales (como la viscosidad y el tamaño de partícula). La aplicación de la tecnología de control de velocidad de frecuencia variable permite que el equipo se adapte a las necesidades de mezcla de diversos materiales, garantizando una dispersión adecuada de los materiales de alta viscosidad y evitando las salpicaduras de los materiales de baja viscosidad causadas por una velocidad de agitación excesiva.

2.3 Optimización del mecanismo de agitación

Se adopta un diseño de doble pala. Mediante una planificación adecuada del ángulo y la disposición de las palas, se potencian los efectos de cizallamiento y convección de los materiales, logrando una mezcla rápida y uniforme de las pastas. El diseño de doble pala no solo mejora la eficiencia de la mezcla, sino que también reduce los residuos de material en el recipiente, aumentando así su aprovechamiento.

2.4 Diseño compacto

El equipo presenta un diseño miniaturizado. Sin comprometer las funciones esenciales, sus dimensiones se han reducido al máximo, ocupando poco espacio y ofreciendo una gran adaptabilidad espacial. Además, su diseño sencillo y su interfaz intuitiva facilitan la instalación, la puesta en marcha y el mantenimiento diario en entornos de laboratorio.

3. Parámetros técnicos clave

Los parámetros técnicos básicos del equipo están diseñados de forma óptima para satisfacer las necesidades del procesamiento de materiales en lotes pequeños en laboratorios, con los siguientes parámetros específicos:

Tensión de entrada: Adaptación de doble tensión AC220V / AC110V, que cumple con los entornos de suministro de energía de diferentes laboratorios;

Potencia nominal: 150 W, lo que garantiza una potencia de mezcla y un funcionamiento de bajo consumo energético;

Velocidad de agitación: 0~320 RPM, compatible con regulación de velocidad continua de frecuencia variable para adaptarse a diversos materiales;

Grado de vacío: hasta -90~-95 kPa, lo que proporciona un entorno de vacío estable para una mezcla sin burbujas;

Recipiente para el material: Equipado con un tanque de vacío de acero inoxidable de 150 ml, el material posee propiedades resistentes a la corrosión y a altas temperaturas, y puede personalizarse con recipientes de diferentes volúmenes según las necesidades experimentales;

u Tiempo de mezcla: 0~9999 minutos, libremente ajustable para cumplir con los requisitos del proceso de mezcla de diferentes materiales;

Modo de oscilación: Admite la regulación de velocidad continua de la oscilación, mejorando aún más el efecto de dispersión de los materiales;

Dimensiones generales: Aproximadamente 330 mm × 310 mm × 510 mm, con una estructura compacta para ahorrar espacio en el laboratorio;

Peso del equipo: Aproximadamente 20 kg, lo que facilita el movimiento y el ajuste de la posición.

4. Escenarios de aplicación y ventajas

Este equipo es idóneo principalmente para la mezcla a escala de laboratorio de pastas de electrodos para baterías de iones de litio, y también puede utilizarse ampliamente en diversos escenarios que requieran una mezcla sin burbujas y de alta uniformidad, como en el caso de diversos materiales cerámicos y recubrimientos funcionales. Sus principales ventajas se reflejan en los siguientes aspectos:

Las operaciones de mezcla en un entorno de vacío eliminan eficazmente las burbujas en los materiales, mejorando significativamente la capacidad de llenado y la densidad de los mismos, y proporcionando materias primas de alta calidad para los procesos de procesamiento posteriores (como el recubrimiento, el moldeo, etc.);

La combinación de la regulación de velocidad de frecuencia variable y el diseño de doble pala permite la optimización coordinada de la eficiencia y la calidad de la mezcla, acortando el ciclo experimental;

Su diseño miniaturizado y ligero, junto con su capacidad de adaptación a doble voltaje, le confieren una buena versatilidad y adaptabilidad a diferentes escenarios, satisfaciendo las diversas necesidades de distintos laboratorios;

El equipo ofrece una garantía limitada de un año y soporte técnico de por vida, lo que garantiza la continuidad y la estabilidad del trabajo experimental.

El pequeño equipo de mezcla al vacío a escala de laboratorio diseñado en este trabajo logra una mezcla de materiales sin burbujas, de alta eficiencia y gran uniformidad mediante la aplicación integrada de tecnologías clave como una estructura de sellado optimizada, tecnología de regulación de velocidad de frecuencia variable y un mecanismo de agitación de doble pala. Su diseño estructural compacto, sus capacidades de ajuste de parámetros flexibles y su amplia aplicabilidad lo convierten en un equipo ideal para la investigación de laboratorio en campos como los materiales para baterías de iones de litio y los materiales cerámicos. La aplicación de este equipo contribuirá a mejorar la estabilidad y la fiabilidad de la mezcla de materiales a nivel experimental, proporcionando un sólido respaldo para la optimización del rendimiento y la innovación de procesos de los materiales relacionados. En el futuro, se podrá ampliar aún más el rango de adaptación de volumen del equipo y se podrán integrar tecnologías inteligentes para lograr el control automático y el seguimiento de datos del proceso de mezcla, mejorando así el nivel de inteligencia del equipo.