多孔活性炭微球高速乳化机

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随着电子工业、电动汽车及航空航天技术的进步，对锂离子电池的性能则提出了更高的要求。因此要实现锂离子电池在能量密度和功率密度上的突破，至关重要的“瓶颈”问题是如何设计和发展新型电极材料。在锂离子电池的研究领域，其研究重点是负极材料。目前石墨电极本身较低的理论储锂容量使其很难再取得突破性进展。因此，研究和开发具有高比容量、高充放电效率、高循环性能、高倍率充放电性能好、高安全性、以及低成本的新型负极材料极具紧迫性，已成为锂离子电池研究领域的热门课题，并且对锂离子电池的发展具有十分重要的意义。

硅基材料被广泛认为是最重要的高容量负极材料。除具有自然界储量丰富的优点外，它的的理论嵌锂容量是4200mAh/g 9800mAh/mL，脱嵌锂平台高，具有较高的安全性能。尽管硅负极材料有很好的应用前景，但由于在充放电过程中，硅体积膨胀高达420％，在应力的作用下，颗粒容易粉碎，造成材料容量迅速衰减。此外，反复的体积膨胀收缩使得硅和电解液的界面十分不稳定，导致负极表面的SEI膜不断的被破坏后再生长，这一过程会大量消耗电解液中的Li+，使得充放电效率变差，同时过厚的SEI膜会影响Li+的传输，增加了电池的内阻及极化，进一步加剧了材料的容量衰减。[0004]目前现有技术中，为提高硅材料的循环性能，所采用的主要策略是设计材料的组成和微观结构，以适应硅的体积效应并维持电极导电网络，主要途径有纳米化、复合化、多孔化等。然而，采用纳米材料对改善合金材料循环性能的效果不佳；单一活性掺杂或者惰性掺杂虽然能够部分抑制硅基材料的体积膨胀，但仍无法完硅的分散和团聚问题；其他方法提高稳定性的效果有限，且对环境有较大污染。

多孔聚合物微球的制备方法：

1.将多孔聚合物加入水中加热搅拌，使多孔聚合物分散均匀，得到悬浮溶液；

2.向1中得到的悬浮溶液中加入硅源，并持续加热搅拌，得到混合溶液；

3.将2中得到的混合溶液依次经过滤、去离子水洗涤、干燥，然后加入还原剂后使用上海依肯高速乳化机得到中间产物A；

4.通过热还原过程处理所述中间产物A，得到中间产物B；

5.将4中得到的中间产物B进行酸洗，之后经过滤、去离子水洗涤、烘干，得到最终产物多孔硅/碳复合负极材料。

上海依肯就是高效、快速、均匀地将一个相或多个相(液体、固体、气体)进入到另一互不相溶的连续相(通常液体)的过程。而在通常情 况下各个相是互不相溶的。当外部能量输入时，两种物料重组成为均一相。由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，形成悬浮液（固/液），乳液（液体/液体）从而使不相溶的固相、液相、气相在相应成熟工艺和适量添加剂的共同作用下，瞬间均匀精细的分散乳化，经过高频的循环往复，终得到稳定的高品质产品。

IKN管线式高剪切乳化机与卧式乳化机比较：

转速和剪切力：

XX乳化机，3000/4700 RPM直联电机的转速决定转子转速

线速度：V=3.14X0.55X3000/60=9 M/SV=3.14X0.55X4700/60=14M/S

作用力：F=9/0.3X1000-=30000 S-1F=14/0.3X1000=42000 S-1

IKN高剪切乳化机，9000/14000RPM通过皮带加速

线速度：V= 3.14X0.055X90000/60=26 M/SV=3.14X0.055X14000/60=44 M/S

作用力：F=23/0.2X1000=115000S-1F=40/0.2/X1000=200000S-1

这是乳化和均质的重要因素，相当于后者是者的4-5倍

设备设计构造：

3000转乳化机，卧室直联结构，运行时间长，容易造成轴的偏心，运转不正常，需要业的人员拆开内部结构更换。而且需要更换损害的乳化头及轴

IKN高剪切乳化机，立式分体结构，运行时间长，不易造成轴的偏心，容易更换，而且只要更换相应的皮带，一般的人员可以操作。

密封：

XX乳化机，填料密封或骨架密封，单机械密封或轴封，泄漏故障率高，产品泄漏进入马达，造成马达烧毁

IKN高剪切乳化机，双机械密封，易于清洗，将泄漏降至，可24小时不停运转，特殊德国PDFE轴封，可以运行10000小时，可选择德国高品质机械密封，在一般的情况下，我们的机械密封可以承受16bar 压力，根据机械密封的压力一般要高于密封腔体的压力2-3bar ,这就决定我们的入口压力可以达到12-13 bar .

产品效果：

3000转乳化机，粒径细度有限，10微米以下较困难，重复性差，产品粒径分布不均匀

IKN高剪切乳化机，可实现0.1-1微米的颗粒加工，粒径分布均匀，纳米分散乳化

影响均质乳化结果的因素有以下几点

1 均质头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好）

2 均质头的剪切速率  （越大，效果越好）

3 均质头的齿形结构（分为初齿，中齿，细齿，超细齿，约细齿效果越好）

4  物料在分散墙体的停留时间，均质乳化时间（可以看作同等的电机，流量越小，效果越好）

5 循环次数（越多，效果越好，到设备的期限，就不能再好）

线速度的计算

剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。

– 剪切速率 (s-1) =      v  速率 (m/s)                   g 定-转子 间距 (m)

由上可知，剪切速率取决于以下因素：

– 转子的线速率

– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。 IKN 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm  

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