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在線粘度計在鋰電池漿料制備及涂布中的應用
2020-7-9 閱讀(629)
在鋰電池的生產中，漿料的黏度是影響涂布品質的重要因素，在實際生產中，由于原料品質波動，為保持穩(wěn)定的產品品質，必須針對不同原料而對配方、工藝作出調整。安裝SRV在線黏度計實時測量漿料黏度，采用自動化控制工藝及時進行調整，提高了產品品質的穩(wěn)定性，還大大地減少了檢測時間和強度。由于漿料的組成和流變性質的特殊，在儀器選擇時需要加以特別注意，需要儀器有*的靈敏度，同時對維護保養(yǎng)的要求應該盡可能的低，推薦使用SRV在線黏度計和SRD在線黏度/密度計。
該文見于于《電源技術》2017，41(5)：705-707。
在線粘度計在鯉電池漿料制備及涂布中的應用
摘 要：在線粘度測量是目前鋰電池行業(yè)中應用越來越廣泛的技術，在線粘度的測量方法很多，主要有毛細管 、旋轉式、柱塞式等， 而測量的對象也各不相同，流體的流變特性也各不相同 ，應用面也各不相同。本文從儀器和流變學的角度出發(fā)，對在線粘度測量的方法、流體的流變學類型進行分析，相應提出在線流變測量的解決方法。
關鍵詞：鋰電池、在線粘度；在線粘度計；流變學；牛頓流體；非牛頓流體
Online Viscosity and Rheology Measurement Solution for Lion Battey Slurry Preparing and Coating
Abstract :Online viscosity measurements are used in Lion Battery industry. Online viscosity measurement method is different There is capillary,rotary,vibration, bib Lype, etc., and the measurement of the object also each are not identical,fluid rheological properties also each are not identical, applications are also different. This article from the rheologicalview and online viscosity measurement method, fluid rheological types and discussed different online viscosity measuremen t methods, charact eristics and application of some common industry applicat ions concluded, and the measurement of the online viscosity or some common problems on rheological analysis, and proposes on-line measurement of the processing method for Lion Ball ery Slurry Preparing and Coaling.
Key word: Lion Battery, online Viscosfty, online viscometer;Rheology, Slurry Preparing, Coating
一、前言
在埋電池的 產中，漿料的粘度是影響 涂布品質的重要因素，在實際生產中，由于原料品質披動， 為保持穩(wěn)定的產品品質， 必須 針對不同原料而對配方、工藝作出調整。
傳統(tǒng)的生產方法是在生產過程中定時取樣用粘度計進行分析， 將測出的數(shù)據(jù)與 生產指標進行對比，從而作出相應調整。該方法由于受檢測人員操作水平、檢測儀器的 精度，以及檢測時間滯后等諸多局限，產品的品質穩(wěn)定性不是太理想。
針對傳統(tǒng)方法的不足， 越來越多的廠家研友和采用了在線粘度計進行產品在線檢測， 在提高檢測精度的同時·， 還可 以根 據(jù)在線粘度計提供的數(shù)據(jù)信號，采 用自動化控制工藝及時進行調整， 提高 了產品品質的穩(wěn)定性，還大大地減少了檢測時間和強度。
二、鋰電池生產中的在線粘度計應用
在鋰電池的生產的過程中，需對每一個生產步驟進行品質控制：
1 ）對每批原料進行檢測，保證原料在控制范圍 ：
2 ） 在混合 、分散的步驟需要把漿料的固含量、粒徑分布、粘度等控制在一定范圍：
3）在涂布的步驟， 要控制適合的噴涂的速度和粘度， 以保證涂層厚度均勻。
2.1 漿料混合、分散及儲存
推薦：Rheonics SRV在線粘度計
目的：自動化控制生產出粘度穩(wěn)定的漿料，并保持儲存的漿料粘度穩(wěn)定
在漿料的混合、分散過程中，漿料從較高的粘度一直下降，經過一段時間的分散后，如果產品的粘度達到指標，這時SRV給出的連續(xù)粘度信號通過VM顯示器會發(fā)出警報，表示分散結束；如果測得數(shù)據(jù)仍然高于指標，SRV會發(fā)出指令，打開電磁閥開關，補充少量溶劑，攪拌均勻后，SRV重復檢測和補充溶劑，保持漿料的粘度穩(wěn)定。
2.2 涂布
推薦：Rheonics SRV在線粘度計
目的：提供實時數(shù)據(jù)，自動補充溶劑，使料槽的漿料粘度穩(wěn)定，達到涂布效果。
在涂布料槽里的漿料經過一段時間后由于溶劑的揮發(fā)，漿料粘度會逐漸升高，當SRV檢測出粘度超過事先設定的粘度值時，控制系統(tǒng)就可以打開電磁閥開關，補充少量溶劑，攪拌均勻后，重復檢測和補充溶劑，知道粘度達標。
以上兩個的應用中，在線粘度計檢測的周期、電磁閥打開多長的時間，都可以設定。
三、實驗室粘度和在線粘度的對比
由于測量的環(huán)境、設備等不同， 在線粘度計測得的粘度和實驗室粘度計測得的粘度會有差異， 因此，需要采集實騎在數(shù)據(jù)和在線粘度數(shù)據(jù)， 來確定在線粘度的控制點。
向時， 陽極和l陰極漿料呈現(xiàn)小同的流變特性， 單從實驗室的數(shù)據(jù)有時達不到對下一步涂布質量的控制．網(wǎng)此需要對材料進行詳細的流變測試。
四、在線粘度測量中需要的問題：
1 、從目前在線粘度計安裝的測試點分布來看， 測量的物料有正極漿料、膠粘劑和負極漿料、膠粘劑共四種， 每種物料又有各自的粘度范圍和流變特性。
由于生嚴工藝中物料溫度的變化， 物料的粘度隨溫度的上升而下降，隨溫度的下降而上升，這符合物料的粘溫特性，但是物料體系的粘度變化被溫度變化所引起的變化給掩蓋了， 因此需要通過溫度補償?shù)?辦法，將每種物料的在線 ，粘度值結合溫度值， 根據(jù)四種物料不同的粘扭曲線 ，補償計算到和實驗室測量溫度相同溫度的粘度值 。以下是對四種物料進行溫度補償計算后的結果
以上曲線是四種物料經過補償計算后部分放大的曲線， 可以看到物料的粘度并不是隨著溫度的下降而上升， 也不是隨著溫度的上升而下降， 這樣就真實反映出了在生產過程中物料粘度的真實變化過程。
2、在線粘度計的日常維護： 由于電池漿料的特·殊性， 尤其是正極漿料， 如果在使用中未能定期清洗的話，會造成物料在管道或儀器內部的積料， 造成測試結果發(fā)生偏差， 因此我們建議在設備設計之初， 就需要預先考慮選擇合適的在線粘度計， 不要選擇靈敏度不夠和維護保養(yǎng)復雜的儀器，SRV 儀器小巧，安裝簡單，具有0.001cP的靈敏度， 免維護。
3、由于實驗室采樣測量和在線粘度計的測量條件不*相同，實驗室的測量結果可能和補償計算結果會有不同，因此需要收集更多的實驗室測量結果，對補償計算的參數(shù)再作優(yōu)化，以得到和實驗室盡可能接近的結果。尤其是在涂布階段的測量點上， 由于測量方法的不同，需要對在線數(shù)據(jù)和實驗室數(shù)據(jù)尋找對應的關系。
經過一段時間的數(shù)據(jù)積累和分析， 結合實驗室測量結果，就可以直接使用在線粘度計的信號值、結合溫度信 號， 經過溫度補償計算和實驗室比對計算山和實驗室測量結果一致的在線粘度值， 給物料的生產工藝控制直接提供實時在線的測量結果，提高產品的品質穩(wěn)定性， 從而提高產品整體質量。
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