リチウムイオン電池スラリー混合装置

ダブルプラネタリーミキサー

現在、リチウムイオン電池メーカーで使用されているスラリー混合装置はPDミキサーとも呼ばれるダブルプラネタリーミキサーが主流です。低速混合コンポーネントPlanetと高速分散コンポーネントDisperを搭載したミキサーです。低速混合コンポーネントは、遊星歯車伝動を利用した 2 つの折り畳みフレーム撹拌機で構成されています。撹拌機が回転および公転すると、材料がさまざまな方向に移動し、比較的短時間で望ましい混合効果が得られます。高速分散コンポーネントは通常、高速回転しながら遊星キャリアと一緒に回転する歯付き分散ディスクを備えており、材料に強い剪断力と分散力を加えます。この効果は通常のミキサーに比べて数倍大きくなります。さらに、分散コンポーネントは、用途の特定の要件に応じて、単一または二重の分散シャフトで構成できます。

ボールミル混合

ボールミル混合は、リチウムイオン電池のスラリーの調製にもよく使用され、研究室では一般的にこの方法の方が一般的です。流体力学に基づく混合方法と同様に、ボールミルプロセスの分散能力は、クラスターの断片化と凝集の再組織化速度のバランスによって決まります。これは粉末粒子の特性に関連しており、界面活性剤の添加によって変更できます。

ボールミル粉砕プロセスでは、粉末粒子は多数の表面変化や体積変化を受け、材料の機械的および化学的変化（カーボンナノチューブの破断、アスペクト比や構造の変化など）を引き起こす可能性があります。反応は粒子間、粉末と分散媒体 (溶媒と結合剤) の間、さらには粉末と粉砕ボールの間で発生することがあります。粉砕ボールと局所的な流体の高せん断乱流との間の衝突も、バインダー分子の破壊を引き起こす可能性があります。

超音波撹拌

現在、超音波は、過渡音響キャビテーション効果に基づいて顕微鏡スケールで混合するために人々によって使用されています。この効果は、多数のマイクロバブルの形成と成長を伴う、非常に高い超音波強度下で生成される必要があります。気泡サイズが特定の臨界値に達すると、気泡の成長速度が急速に増加し、その後瞬時に破裂し、衝撃波を形成して凝集物を分散させ、同時に局所的な高温高圧（局所的な圧力は数千気圧に達する場合があります）を引き起こします。

超音波混合中に発生するもう 1 つのプロセスは、液体の巨視的な流れです。キャビテーション気泡の濃度は、発生器を中心とした軸に沿って徐々に減少し、気泡は低濃度領域に拡散し、液体を最大 2m/s の速度で流します。この流体の流れは、追加の装置を必要とせずに適切な混合効果を提供するのに十分です。

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