آلة التشتت الموجات فوق الصوتية للبطارية

ما هي آلة التشتت البطاريات بالموجات فوق الصوتية؟

سماد البطارية هو مادة رئيسية تستخدم في تصنيع البطاريات، وتتكون عادة من المواد النشطة والمواد المربطة والمواد الموصلة والمذيبات.فيما يلي مقدمة مفصلة لتكوينه ووظيفته:

المادة النشطة: هي المادة الرئيسية في البطارية التي تحدث فيها التفاعلات الكهروكيميائية، وتحدد المؤشرات الرئيسية مثل سعة البطارية،كثافة الطاقة وأداء الشحن والتفريغعلى سبيل المثال ، في بطاريات ليثيوم أيون ، تشمل المواد النشطة المستخدمة عادة أكسيد الكوبالت الليثيوم ، وفوسفات الحديد الليثيوم ، والمواد الثلاثية (مثل أكسيد النيكل الكوبالت والمنجنيز) ، الخ.كمواد نشطة في الأقطاب الكهربائية الإيجابية، في حين أن المواد النشطة للكهرباء السلبية عادة ما تكون الجرافيت ، الخ.

المربط: وظيفته هي ربط الجسيمات مثل المواد النشطة والمواد الموصلة معًا لتشكيل هيكل كهربائي مع قدر معين من القوة والاستقرار ،وتمكين الأقطاب الكهربائية من أن تكون مربوطة بقوة إلى مجمع التيارتتضمن المواد المشتركة للربط فلوريد البوليفينيليدين (PVDF) ، والسليولوز الكربوكسيميثيل الصوديوم (CMC) ، واستيرين بوتادين المطاط (SBR) ، الخ.

عامل موصل: من أجل تحسين موصلة الأقطاب الكهربائية ، تحتاج إلى إضافة عامل موصل. يمكن أن يشكل شبكة موصلة بين جزيئات المواد النشطة ،تقليل مقاومة الأقطاب الكهربائية، وتمكين الإلكترونات من أن تنتقل بسرعة في الأقطاب الكهربائية، وبالتالي تحسين كفاءة شحن البطارية وتفريغها وأداء السرعة.تتضمن العوامل الموصلة المستخدمة عادةً أسود الكربون، الجرافين، أنابيب الكربون النانوية، الخ

المذيب: يستخدم بشكل رئيسي لحل المواد المربطة وتفريق المكونات الأخرى لإعطاء السائل سائل جيد وخصائص الطلاء. في إعداد السائل البطارية،يمكن للمذيب مساعدة المكونات على الخلط بالتساوي وتشكيل تعليق مستقرعندما يتم تطبيق السائل على مجتمع التيار، سوف يتبخر المذيب، تاركة مواد الكهرباء الصلبة.المذيبات المستخدمة بشكل شائع في سائل بطارية ليثيوم أيون تشمل N-methylpyrrolidone (NMP)، إلخ

أداء سماد البطارية له تأثير حاسم على الأداء والجودة العامة للبطارية. المعايير مثل توحيد السماد ، اللزوجة ، محتوى الصلب ، إلخ.يجب أن يتم التحكم فيها بدقة لضمان اتساق واستقرار الأقطاب الكهربائية، وبالتالي تحسين أداء، والعمر والسلامة من البطارية.

تستخدم آلة الموجات فوق الصوتية لتفريق مواد الأقطاب الإيجابية والسلبية، ومواد الأقطاب النانوية، وتحفيز تبلور بطاريات الليثيوم.يقلل من وقت التحريك التقليدي للدلو، يحسن كفاءة صنع السماد ، ويقلل من التكاليف. بعد صنع خلية البطارية ، يتم تقليل المقاومة الداخلية للمنتج ، ويتم تحسين الاتساق ، ومدة عمر الدورة طويلة ،ومعدل الاحتفاظ بالقدرة مرتفعإنه أكثر أهمية في الخليط مع المواد على مستوى النانو ، وتحطيم التجمعات بفعالية ، ووقت التخزين طويل ومستقر.

يمكن استخدام موجات الموجات فوق الصوتية لتفريق سماد البطارية للأسباب التالية:

التجويف: عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية في السائل، يحدث التجويف. عندما يصل ضغط صوت الموجات فوق الصوتية إلى مستوى معين،فقاعات صغيرة في السائل سوف تتوسع بسرعة في مرحلة الضغط السلبي ثم تنهار بشكل حاد في مرحلة الضغط الإيجابيهذا الانهيار الفوري للفقاعات سوف ينتج درجة حرارة محلية عالية، ضغط مرتفع، موجات صدمة قوية وميجروات، والتي يمكن أن تفكك بفعالية التجمعات في السماد،تشتت الجزيئات بالتساوي في السائل، منع هطول الجسيمات وتجميعها، وتحسين استقرار السماد.

الاهتزاز الميكانيكي: الاهتزاز عالي التردد للموجات بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يخضع الجسيمات الموجودة في سمك البطارية للقوى الميكانيكية الدورية.هذه القوة الميكانيكية يمكن أن تتغلب على قوى التفاعل مثل قوة فان دير فال والجاذبية الكهربائيةفي الوقت نفسه ، يمكن أن تساعد الاهتزاز أيضًا على خلط المكونات في السماد ، بحيث يتم توزيع المواد الإضافية بالتساوي في السماد ،والذي يساعد على تحسين اتساق و أداء السماد.
تسريع عملية نقل الكتلة: الموجات فوق الصوتية يمكن أن تعزز عملية نقل الكتلة في السوائل.يمكن أن يسرع التفاعل بين جزيئات المذيب و سطح الجسيمات، تعزز ترطيب و اختراق المذيب في الجسيمات، وتجعل الجسيمات أكثر سهولة محاطة بوسط التشتت، وبالتالي تحسين تأثير التشتت.تسريع عملية نقل الكتلة يسهل أيضاً على التفاعلات الكيميائيةعلى سبيل المثال، في عملية تحضير السماد، إذا كانت بعض المواد المضافة متورطة في الذوبان أو التفاعلات الكيميائية، يمكن للموجات فوق الصوتية أن تجعل هذه العمليات أكثر اكتمالا وتكافؤا.