双行星搅拌匀浆的基本原理和优缺点

2025-05-29 14:19

锂电解码

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双行星搅拌工艺是锂离子电池匀浆最主要的也是应用最广泛的工艺。本文总结了双行星搅拌匀浆的基本原理和优缺点。

一、双行星搅拌匀浆的基本原理

1.运动方式

搅拌桨采用行星式运动，即2-3个慢速搅拌桨在搅拌桶内同时进行公转（绕搅拌桶中心轴旋转）和自转（绕自身轴心旋转），运动轨迹覆盖整个搅拌桶空间。

部分设备配备高速分散桨（如齿盘），通过高速旋转（线速度可达30-50 m/s）产生强剪切作用，进一步分散浆料。

2.混合机制

通过桨叶的剪切、对流和扩散作用，将活性物质、导电剂、黏结剂等材料与溶剂混合成均匀的固液悬浮浆料。

真空环境（真空度达-0.8 MPa）可排出材料缝隙中的气体，降低润湿难度。

3.工艺控制

通过调整加料顺序、转速、温度、真空度等参数适应不同材料特性。例如，黏度、固含量、分散时间需根据配方优化。

二、双行星搅拌匀浆的优缺点1.优点

（1）适应性强

可灵活调整工艺参数（如转速、加料顺序），适用于不同材料（如难分散的磷酸铁锂、导电炭黑）。

返工方便，浆料特性不达标时可重新调整。

（2）设备成熟

技术成熟，国内外厂商（如美国罗斯、日本浅田铁工、中国红运机械）均有成熟产品。

（3）清洗便捷

小型搅拌机清洗简单，适合多品种切换生产。

2.缺点

（1）效率低

制浆时间长（早期需10小时以上，改进后仍需3-4小时），单位能耗高。

物料在搅拌桶内停留时间存在概率分布，需长时间保证所有物料充分分散。

（2）分散均匀性受限

仅搅拌桨端部区域受强剪切作用，易出现“死区”，局部分散效果不均。

对纳米级材料（如小粒径磷酸铁锂、高比表面积导电剂）分散能力不足，需配合薄膜式高速分散机使用。

（3）容量限制

搅拌桶体积越大，均匀分散难度越高，最大容积通常不超过2000L（单批产量约1200L浆料）。

（4）设备维护复杂

大型设备传动机构复杂，维护成本较高。

三、应用场景

适用场景：小批量、多品种生产；需频繁调整配方的研发或试制阶段。

不适用场景：大规模连续生产（效率低）；对分散均匀性要求极高的纳米材料体系（需搭配高剪切设备）。

四、对比其他设备

总结

双行星搅拌匀浆是锂离子电池制造中的传统工艺，具有灵活性和适应性优势，但效率低、均匀性不足。在规模化生产中，常需与高速分散机或双螺杆设备配合使用以提升性能。

以上内容均为本人日常工作，交流，阅读文献所得，由于本人能力有限，文中阐述观点难免会有疏漏，欢迎业内同仁积极交流，共同进步！

参考资料（锂电解码资料库可下载）：

1.先进储能电池智能制造技术与装备，阳如坤

2.锂离子电池浆料双螺杆混合与高速分散工艺研究，周凤满

原文标题 : 双行星搅拌匀浆的基本原理和优缺点

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