Konparezon nan pwosesis etap-pa-etap melanje ak yon sel-fwa melanje pwosesis

Avek konsiderasyon nan metod la preparasyon nan sispansyon lityom batri, cheche yo te eseye diferan pwosesis pou batri. Tes yo te pwouve ke pwosesis la enpulsyonel nan manje stepwise se byen lwen siperye nan pwosesis la yon sel-fwa rale. Papye sa a fe yon konparezon detaye ant pwosesis la pulping-etap ak pwosesis la yon sel-fwa poupul. De pwosesis yo batman ke yo montre nan Figi 1. (A) se pwosesis la poupou yon sel-fwa; (B) se pwosesis la poupou etap-pa-etap.

Figi 1. De pwosesis melanje diferan

Pwosesis la yon sel-fwa melanje lyan an ak NMP ak brase pou mwatye yon edtan, ak Le sa a, ajoute materyel la aktif ak kabon nan nwa nan solvan an nan yon sel fwa pou melanje. Karakteristik la nan multi-etap melanje se ke kantite lajan an nan solvan te ajoute nan paket. Yon sel-fwa melanje pwosesis ak pwosesis milti-etap melanje pa selman gen yon gwo enpak sou pwopriyete yo nan sispansyon an, tankou viskozite, dinamik modil viskolastik ak ki estab karakteristik koule, men tou, afekte enpedans a, pefomans sik, ak pousantaj pefomans nan batri a.

1. Relasyon ki genyen ant viskozite sispansyon, pousantaj taye ak likidite

Figi 2 montre koub la relasyon ant viskozite ak pousantaj taye. Li ka we ke pa gen pwoblem si se yon sel-etap la oswa etap-pa-etap metod adopte, viskozite a nan diminye yo ogmante tankou pousantaj la taye ogmante (shear mens). Viskozite a nan sispansyon an anba taye ki ba se yon mezi nan konpotman an sediman nan patikil solid, ak viskozite a anba segonde taye se yon mezi nan pwosesis la nan sispansyon an. Anba taye ba, viskozite ki pi wo nan de slurries yo se pi bon, paske patikil yo solid pa t 'rezoud siyifikativman. Anba segonde taye, viskozite a ki ba nan sispansyon an se tou yon karakteristik bon, paske li vle di ke se sispansyon an melanje inifomman.

Natirelman, menm si de pwosesis yo preparasyon gen taye mens, metod la milti-etap melanje se toujou pi bon pase metod la sentez yon sel-etap. Viscoelasticity a nan de kalite chanjman sispansyon ak frekans angile yo montre nan Figi 3.

Figi 3. Relasyon ki genyen ant to angile ak depo modil ak pet modil

Soti nan figi a, nou ka we ke modil la viskoelastik nan sispansyon an prepare pa metod la yon sel-etap pa ki gen rapo ak frekans nan angile, pandan yo ap modil la viskoelastik nan sispansyon an prepare pa metod la milti-etap ki gen rapo ak frekans nan angile. Dezyemman, nan figi a, G'se modil la depo ak G'se modil la pedi. Li ka we ke modil la depo nan metod la yon sel-etap se toujou pi wo pase modil la pet, pandan yo ap sispann nan milti-etap se jis opoze a. Li ka we ke sispansyon an prepare pa metod la yon sel-etap se sitou nan yon eta gel, ak patikil yo agglomerate ansanm yo fome yon estrikti rezo volim-plen. Grap patikil yo pa detwi oswa kase moute, epi yo toujou melanje nan yon pousantaj taye ba, ak efe a melanje pa reyalize. Sispansyon an prepare pa metod la milti-etap se esansyelman yon sol ki ba-viskozite, inite yo patikil yo inifomman gaye, ak estrikti nan rezo konpletman detwi ak dispese. Sispansyon an etapwi se nan yon eta dispesyon bon ak ekspoze yon bon hysteresis koule, ki ka reprezante pa koub la koule isteresis (likidite) yo montre nan graf la. Figi 4 montre relasyon ki genyen ant pousantaj la taye ak fos taye le pousantaj la taye premye ogmante ak Le sa a, diminye. Li ka we ke sispansyon an milti-etap gen yon bouk hysteresis.

Figi 4. Chear to ak fos taye

Konpare ak pwosesis la yon sel-etap melanje, nan pwosesis la multi-etap melanje, estrikti nan rezo ireversib nan grap patikil yo kase plis souvan. Sa a se paske NMP a solvan te ajoute nan plizye fwa, ak solvan an se mwens nan eta a inisyal, ak patikil yo gen plis chans yo dwe kase anba pousantaj taye segonde. Depi melanje a yon sel-etap se vide solvan an nan yon moman, viskozite a an jeneral se rapidman redwi, ak friksyon ant patikil yo se tre piti, se konsa yon eta dispesyon bon pa ka jwenn.

2. Enfliyans de pwosesis melanje diferan sou moso nan poto

Slurries yo prepare pa de pwosesis yo yo prepare nan elektwod, ak komansman an nan diferans lan ka we nan foto yo kwa-seksyonel nan de moso yo poto, jan yo montre nan Figi 5.

Figi 5. SEM ak EDS analiz de moso poto

(A) Yon sel-etap kwa-seksyon (e) Multi-etap kwa-seksyon, li ka we ke apre milti-etap la sispann prepare moso a poto, kontak la patikil se pi pre ak eta a melanje se pi bon.

Figi (b) ak (f) se dyagram yo eleman EDS kat jeyografik nan moso yo poto nan de kalite pwosesis pou batman ke yo. Se eleman nan Corive soti nan oksid cobalt lityom, ki ka verifye pi bon melanje a ak dispesyon efe nan metod la milti-etap.

Figi (c) ak (g) yo se kat jeyografik la nan eleman nan poto nan de kalite pwosesis sizing respektivman. Eleman nan C prensipalman soti nan PVDF ak konduktif nwa kabon;

Figi (d) ak (h) se kat jeyografik la nan eleman fluorin nan moso a poto nan de kalite pwosesis sizing. Eleman an F soti nan PVDF

Rezilta yo nan kouche miltip nan foto tou pwouve ke ajan an konduktif ak materyel la aktif nan sispansyon an yon sel-etap gen yon anpil nan agglomerates epi yo pa inifomman gaye.

Twazyemman, efe a nan melanje pwosesis sou pefomans batri

1. Sik pefomans

Pefomans nan ik nan batri a prepare pa de slurries yo montre nan Figi 6. Apre 70 sik, kapasite nan pwosesis la yon sel-etap ak fann-etap melanje yo se 60 ak 70% nan kapasite nan premye, respektivman. Kapasite nan dekonpoze pi vit. Rezon ki fe la ka koze pa chanjman nan rezistans enten batri a nan metod la yon sel-etap.

Figi 6. Konparezon nan pefomans ik batri

2. Rezistans enten nan chanjman yo batri ak DOD

Eksperyans la sevi ak HPPC teste rezistans enten nan batri a, ak rezilta a yo montre nan Figi 7. Konklizyon sa yo ka trase: yon. Rezistans nan enten nan batri a pandan egzeyate se pi gran pase rezistans nan enten nan chaj la. Sa a se paske pousantaj la nan ensesyon nan iyon lityom nan latis la solid se pi dousman pase pousantaj la nan ekstraksyon nan iyon lityom. B. Rezistans nan enten nan batri a le li sevi avek metod la milti-etap ak pwosesis la sispann se pi ba pase sa yo ki nan metod la yon sel-etap nan chak etap ak anba chak kondisyon DOD. c. Rezistans nan enten nan batri a ak pwofonde a nan egzeyate (D0D) yo byen ki gen rapo. Kom pwofonde a nan matye ogmante, espas pou iyon lityom yo dwe entegre vin mwens ak mwens, ki lakoz enpas batri a ogmante komseswa.

Figi 7. Relasyon ki genyen ant chaj la ak egzeyate nan de pil yo ak rezistans enten

3. Enfliyans de pwosesis melanje sou pefomans pousantaj batri

Yo nan lod yo konpare rezistans nan enten nan de pil yo moso poto, pil ki koresponn yo egzeyate nan pousantaj diferan. Koub la ekoulman yo montre nan figi 8.

Figi 8. Konparezon nan pousantaj batri ak polarizasyon

Pami yo, se yon batri yon sel-etap, ak b se yon batri milti-etap. Tou de pil yo chaje ak kouran konstan nan 0.2C. Figi yon montre ke kom ekoulman aktyel la ogmante, polarizasyon nan batri kontinye ap ogmante. Kontreman ak koub la batri milti-etap egzeyate, byenke polarizasyon nan batri ogmante tou nan yon seten mezi, polarizasyon an se relativman piti konpare ak Figi yon. Rezon ki fe la pou fenomen sa a dwe trase tounen nan pwosesis la preparasyon nan sispansyon an. Kom mansyone anvan, pwosesis la milti-etap melanje ka asire dispesyon nan inifom nan ajan an konduktif ak sibstans aktif, fome yon rezo ki estab ak inifom konduktif. Kom yon rezilta, rezistans nan kontak ant materyel la aktif ak ajan an konduktif se anpil redwi asire pefomans nan sik ekselan nan batri a.

Konklizyon:

Menm si kontni an solid final nan de pwosesis yo melanje diferan se menm bagay la, pwopriyete yo rheological nan sispansyon an yo toujou diferan. Pwodwi a nan pwosesis la yon sel-etap melanje se gel-tankou, ak inite yo poud yo konekte andedan estrikti nan rezo-plen, se konsa pral gen solid-tankou pwopriyete ak akonpaye pa pi wo viskozite. Pwodwi a prepare pa pwosesis la milti-etap melanje se yon sol ki ba-viskozite, ak inite yo patikil yo gaye youn ak lot. Sa a se paske nan premye etap la, melanj lan gen yon kontni solvan pi ba, patikil yo yo nan kontak femen, ak pwobabilite nan kolizyon se pi wo pase metod la sispansyon yon sel-etap. Se poutet sa, kontni an likid pi ba ede kraze ak dispese agglomerates yo patikil. Dispesyon nan inifom nan materyel la aktif nan ajan an konduktif montre ke batri a gen pi ba polarizasyon ak pi bon pefomans ik ak pefomans pousantaj.