電池70% 的質(zhì)量與電極質(zhì)量有關(guān)，70% 的電極質(zhì)量與漿料質(zhì)量有關(guān)。因此，做好漿料等于做好電池的一半，均質(zhì)是電池制造的首要工作，也是核心工作。國內也有大牛說(shuō): 實(shí)驗室的電池技術(shù)往往比商業(yè)電池技術(shù)更精密，但均化過(guò)程例外。這也表明均質(zhì)也是電池制造的難點(diǎn)。
鋰離子電池分散的主要目的是將活性物質(zhì)、導電劑、粘合劑等在溶劑中按一定的質(zhì)量比均勻分散，使電極片涂層形成具有一定粘度的穩定粒徑，鋰離子電池工藝的目的是為生產(chǎn)做準備。對理想尺寸的電極要求: (i)活性物質(zhì)的顆粒小、均勻分散、不結塊，導電劑的顆粒形成薄層并分散成導電網(wǎng)絡(luò )，最大限度地將活性物質(zhì)顆粒連接在集電極上(最好是細顆粒) ，以確保電池的高電流密度。
今朝鋰離子電池出產(chǎn)企業(yè)應用的主流勻漿設備為雙行星攪拌機。鋰電行業(yè)應用的雙行星攪拌機，也叫做PD攪拌機，裝有低速攪拌部件 Planet和高速疏散部件Disper。低速攪拌部件為2個(gè)折曲框式攪拌槳，采用一個(gè)行星齒輪傳動(dòng)，攪拌槳在公轉時(shí)也自轉，使物料管理上下及四周環(huán)境運動(dòng)，從而在時(shí)間較短的時(shí)間內可以達到自己理想的混合教學(xué)效果。高速彌散元件一般為齒排式彌散圓盤(pán)，與行星架一起旋轉，同時(shí)受到高速旋轉的剪切和分散作用。
雙行星攪拌機漿料制備每每應用流體力學(xué)所發(fā)生的剪切力，由固定剪切速度、團簇截面面積、流體動(dòng)力學(xué)粘度控制。漿料制備一般包括兩個(gè)過(guò)程: 團塊破碎和懸浮聚集體的重組。
團簇破碎是一個(gè)復雜的過(guò)程，包含三種途徑：磨蝕、斷裂、打碎。團簇破碎具體依靠顆粒-顆粒相互作用，漿料溶劑-顆粒相互作用，以及最主要的剪切力，而剪切力又取決于溶劑的粘度和運動(dòng)速度。磨蝕通常在能量較低時(shí)發(fā)生，小碎片依靠磨蝕作用漸漸從大團聚體剪切下來(lái)。當攪拌能量高時(shí)，團簇發(fā)生斷裂分割成幾個(gè)部分。打碎是斷裂的一種特殊變化形式，這種情況下團簇同時(shí)分割成大量的小碎片。下載.jpg
團簇的重組和分散發(fā)展速度的平衡企業(yè)主導漿料中團簇的平衡不同尺寸，存在這樣一個(gè)具有臨界尺寸，在這尺寸要求之下團簇分散速度影響很小?，F有研究文獻進(jìn)行報道，合適自己處理系統時(shí)間和攪拌能量下，通過(guò)計算流體力學(xué)剪切攪拌所制備的漿料，團聚體的尺寸不可能小于100納米，因此只有當學(xué)生一次顆粒結構尺寸不小于100納米時(shí)，這種攪拌才有我們可能沒(méi)有完全可以分散粉體直至最后一次顆粒尺寸。納米顆粒的完全信息分散不可能真正實(shí)現。因此，此種教學(xué)方法就是不太適用于納米復合材料的分散。另外，表面活性劑能改變團聚體組合和分散的平衡，可能使漿料團簇尺寸更小。
如果將雙行星分散器作為宏觀(guān)混合單元加入到鋰離子電池中，將超剪切分散器作為微觀(guān)分散控制單元，將大大提高鋰離子電池漿的分散性和效率。利用該流體剪切分散裝置制備的漿料，當顆粒分散和結合達到平衡時(shí)，其顆粒尺寸一般大于100nm，即使初始顆粒尺寸為幾納米或幾十納米，最終漿料的尺寸通常大于100nm。在顆粒分散和再結合過(guò)程中，再結合顆粒密度比原分散顆粒密度高，孔隙率降低。隨著(zhù)抗剪強度的增加，孔隙率逐漸減小，不利于鋰離子的傳質(zhì)。但隨著(zhù)剪切強度的增加，混合物越均勻，顆粒尺寸越小，因此有必要在電極內部結構與料漿混合程度之間尋找一個(gè)合適的剪切強度。另外，剪切力會(huì )破壞粘合劑的分子鏈，使分子鏈的長(cháng)度變短，削弱粘合劑的作用。因此，應綜合考慮活性物質(zhì)、導電劑粒徑、平衡后粒徑、漿料密度和粘結劑自身性能等因素。
