ما هو دور مزيل الرغوة فوق الصوتية في إزالة الغازات من عجينة البطارية؟

ما هو الدور الذي يلعبه جهاز إزالة الرغوة بالموجات فوق الصوتية في إزالة الغازات من حشيش البطارية؟

أثناء عملية إزالة الغازات، يستخدم جهاز إزالة الرغوة بالموجات فوق الصوتية التأثير الفيزيائي للموجات فوق الصوتية عالية التردد لإزالة الفقاقيع الصغيرة المحاصرة في الحديد بشكل فعال.هذا أمر حاسم لأداء البطارية واستقرار الإنتاجآلية عملها المحددة وقيمها الأساسية هي:

1الآلية الأساسية لفقاعات إزالة الغاز
تتكون سماد البطارية (مثل سماد الإلكترود الإيجابي والسلبي للبطاريات الليثيوم أيون) من خليط من المواد النشطة والمواد الموصلة والمواد المربطة والمذيبات.يمكن أن يدخل الهواء بسهولة أثناء الخلط ونقل، تشكيل فقاعات تتراوح من ميكرومترا إلى مليمتر في الحجم.

تأثير التجويف: تدمير الفقاعات
عندما تنتشر موجات الموجات فوق الصوتية (عادةً مع تردد من 20 إلى 100 كيلو هرتز) من خلال السماد ، فإنها تسبب اهتزازات عالية التردد في الوسط ،يخلق تقلبات ضغط دورية حول الفقاقيعخلال مرحلة الضغط السلبي للموجة الصوتية، تتمدد الفقاقيع وتتوسع. خلال مرحلة الضغط الإيجابي،يتم ضغط الفقاقيع بشدة وتشقق على الفور (تأثير التجويف)، إطلاق الغاز المحاصر داخل الفقاقيع إلى سطح السماد و في نهاية المطاف الهروب من النظام.

بالنسبة إلى الفقاقيع الصغيرة (وخاصة تلك التي يقل قطرها عن 50 ميكرو متراً ، والتي يصعب إزالتها باستخدام إزالة الغازات الفراغية التقليدية) ،الاهتزازات عالية التردد من الموجات فوق الصوتية يمكن أن تكسر مباشرة التوتر السطحي من الفقاقيع، مما يجعلها تتحد إلى فقاعات أكبر من السهل أن تطفو وتطرد.

الاهتزاز يعزز هجرة الفقاقيع
الاهتزازات الميكانيكية للموجات فوق الصوتية تخلق محاورة مجهرية في جميع أنحاء اللقاح، دفع الفقاقيع إلى السطح وتسريع حركتها صعودا،لمنعهم من الوقوع في الحفرة أو الوقوف بين الجسيمات الصلبة.

الدور الحاسم في سماد البطارية

تحسين جودة طلاء الإلكترود
يمكن أن تسبب الفقاقيع المتبقية في السماد ثقوبًا، وآبار، وتغطية غير متساوية على سطح الإلكترود أثناء عملية التغطية، مما يؤثر على اتساق الإلكترود.يؤدي إزالة الغازات بالموجات فوق الصوتية إلى طبقة أكثر توحيدًا وكثافة، مما يقلل من خطر فقدان القدرة أو الهروب الحراري الناجم عن تركيز التيار المحلي أثناء الشحن والفراغ.

ضمان الخصائص الميكانيكية للكهرباء
يمكن أن تضعف الفقاقيع الرابطة بين مادة الأقطاب الكهربائية وجمع التيار (مثل النحاس أو ورق الألومنيوم) ، مما يؤدي إلى فقدان مسحوق وتشقق أثناء التدحرج والقطع.بعد إزالة الغازات، يتم توزيع الملصق في السماد بشكل أكثر توزيعًا ، مما يعزز الالتصاق بين المواد النشطة وجمع التيار ويحسن من قوة الكهرباء الميكانيكية.

تحسين أداء البطارية الكهروكيميائي

يمكن أن تعيق الفقاعات هجرة أيونات الليثيوم في الأقطاب الكهربائية ، مما يزيد من المقاومة الداخلية للبطارية ويقلل من كفاءة الشحن والفراغ.

يمكن أن تؤدي الفقاعات المتبقية إلى تلف هيكل الأقطاب الكهربائية بسبب تغيرات الحجم أثناء الدورة ، مما يقلل من عمر دورة البطارية.يمكن أن يقلل إزالة الغازات بالموجات فوق الصوتية من هذا الخطر وتحسين استقرار سعة البطارية وأداء السرعة.

التكيف مع احتياجات إزالة الغازات من الدبابات عالية اللزوجة
عادةً ما يكون للدبابات البطارية (وخاصة دبابات الكاثود عالية النيكل و دبابات الأنود القائمة على السيليكون) لزجة عالية،مما يجعل إزالة الغازات عن طريق الفراغ التقليدية غير فعالة (تكافح الفقاقيع من أجل اختراق الوسط اللزج والطفو إلى الأعلى)يمكن لتأثير التجويف للموجات فوق الصوتية أن يعمل مباشرة داخل السماد ، وكسر الفقاعات بفعالية حتى في أنظمة عالية اللزوجة وتعويض أوجه القصور في إزالة الغازات تحت الفراغ.

المزايا التآزرية مع طرق إزالة الغازات التقليدية
في إنتاج السائل البطارية، غالبا ما تستخدم آلات إزالة الغازات بالموجات فوق الصوتية جنبا إلى جنب مع إزالة الغازات تحت الفراغ، وإزالة الغازات عن طريق التحريك الميكانيكي،وطرق أخرى لتشكيل "عملية إزالة الغازات المشتركة":

بيئة الفراغ تقلل من فرق الضغط بين داخل وخارج الفقاقيع، مما يعزز توسعها.
الموجة بالموجات فوق الصوتية تدمر بشكل خاص الفقاقيع الصغيرة والتي تم تغليفها بالجسيمات. معًا، يمكن لهذه الطريقتين أن تقللا من محتوى الغاز في السائل إلى أقل من 0.1٪،تلبية متطلبات إنتاج البطاريات عالية الدقة (مثل بطاريات الطاقة والبطاريات الصلبة).

ملخص
أجهزة إزالة الغازات بالموجات فوق الصوتية تستخدم تأثيرات الاهتزاز عالية التردد والكافيتات لتكسر بدقة فقاعات صغيرة في السماد البطارية. دورها الأساسي هو تحسين توحيد السماد،ضمان جودة الأقطاب الكهربائية، وتحسين أداء البطارية الكهروكيميائية. وهي معدات رئيسية لضمان اتساق المنتج والموثوقية في إنتاج البطارية،وهي مناسبة بشكل خاص لإزالة الغازات عالية اللزوجة، يطالبون بمواد بطارية جديدة.