聚合物 / 纳米硅复合微球分散液高速均质机

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硅碳复合材料乳化机是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，瞬间均匀基负极材料在锂离子的嵌入与脱嵌过程中存在巨大的体积变化，在包覆不当或者有缺陷的时候会使电极活性物质与集流体分离，从而严重影响了电池的循环性能，从而限制了其商业化应用。因此，抑制硅材料的体积膨胀，提高材料的结构稳定对于提高硅材料的电导率与循环稳定性意义重大。目前主要通过硅的纳米化、硅与金属的合金化、硅与碳材料的复合来改善硅材料的体积膨胀

用可聚合性单体和交联剂作为硅的研磨介质，对纳米硅表面进行疏水化处理，然后加入炭黑及添加剂，通过高速剪切分散将纳米硅研磨液分散在聚乙烯醇的水溶液中形成O/W型乳液，通过微悬浮聚合，得到硅/高分子复合微球，把纳米硅固定在高分子微球内部，然后进行离心分离、干燥、高温热处理，得到锂离子电池用硅碳复合负极材料。

聚合物 / 纳米硅复合微球分散液的制备 ：在有机小分子醇分散介质中，加入单质硅和有机醇可溶性高分子分散剂，然后将溶有油溶性引发剂的 20 ～ 90wt％的共聚可能的不饱和单体和 80 ～ 10wt％的丙烯腈或甲基丙烯腈的混合单体加入反应体系，升温至 60 ～80℃进行分散聚合得到粒径为 300nm ～ 6μm、固含量为 20 ～ 45％的聚合物 / 纳米硅复合微球分散液 ；(2) 将聚合物 / 纳米硅复合微球分散液与单质硅、石墨进行混合，自组装得到聚合物 /硅 / 石墨复合微球 ；(3) 对聚合物 / 硅 / 石墨复合微球进行固相碳包覆，高温烧结 ；(4) 破碎、粉碎、筛分并除磁得到硅碳复合负极材料。

硅碳复合负极材料分散机分散效果

影响分散乳化结果的因素有以下几点

1 分散头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好）

2 分散头的剪切速率 （越大，效果越好）

3 分散头的齿形结构（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，乳化分散时间（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）

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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

速率V=3.14 X D（转子直径）X 转速 RPM / 60

高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是最重要的。根据一些行业特殊要求，依肯公司在ERS2000系列的基础上又开发出ERX2000超高速剪切乳化机机。其剪切速率可以超过200.00 rpm，转子的速度可以达到66m/s。在该速度范围内，由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强，乳液的粒经分布更窄。由于能量密度极高,无需其他辅助分散设备,可以达到普通的高压均质机的400BAR压力下的颗粒大小.

2、设备特点

ERS设备与传统设备相比：

高效、节能

传统设备需8小时的分散加工过程，ERS设备1小时左右完成，超细分散XX，能耗XX降低；

高速、高品质

传统设备的搅拌转速每分钟几十转，带分散功能的转速每分钟1500转以内，只完成宏观分散加工，超细分散能力极为有限；ERS设备的转速每分钟10000～15000转之间，超高线速度产生的剪切力，瞬间超细分散浆料中的粉体。

硅碳复合负极材料分散机

型号 流量L/H 转速rpm 线速度m/s 功率kw 入/出口连接DN
CMD 2000/4 300 9,000 23 2.2 DN25/DN15
CMD 2000/5 1000 6,000 23 7.5 DN40/DN32
CMD 2000/10 3000 4,200 23 22 DN80/DN65
CMD 2000/20 8000 2,850 23 37 DN80/DN65
CMD 2000/30 20000 1,420 23 55 DN150/DN125
CMD2000/50 60000 1,100 23 110 DN200/DN150

                                                                       1 表中上限处理量是指介质为“水”的测定数据。

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