一、前言
在锂电池的生产中,浆料的粘度是影响涂布品质的重要因素,由于原料品质波动,为保持稳定的产品品质,必须针对不同原料而对配方和工艺作出调整。
传统的生产方法是在生产过程中定时取样用粘度计进行分析,将测出的数据与生产指标进行对比,从而作出相应调整。该方法由于受检测人员操作水平、检测仪器的精度,以及检测时间滞后等诸多局限,产品的品质稳定性不是太理想。
针对传统方法的不足,我们采用了在线粘度计进行产品在线检测,在提高检测精度的同时,还可以根据在线粘度计提供的数据信号,采用自动化控制工艺及时进行调整,提高了产品品质的稳定性,还大大地减少了检测时间和强度。
二、LISICO SRV在线粘度计在锂电池生产中的应用
在锂电池的生产过程中,需对每一个生产步骤进行品质控制:
1)对每批原料进行检测,保证原料在控制范围:
2)在混合、分散和储存的步骤,需要把浆料的粘度等控制在一定范围:
3)在涂布的步骤,要控制适合的涂布速度和粘度,以保证涂层厚度均匀。
1. 浆料混合、分散及储存
推荐:LISICO SRV在线粘度计
目的:自动化控制生产出粘度稳定的浆料,并保持储存的浆料粘度稳定
浆料的初始粘度较高,经过一段时间的混合分散后粘度下降,如果产品的粘度达到指标,这时SRV给出的连续粘度信号通过VM显示器会发出警报,表示分散结束;如果测得的数据仍然高于指标,SRV会发出指令,打开电磁阀开关,补充少量溶剂,搅拌均匀后,SRV重复检测和补充溶剂,保持浆料的粘度稳定。
2. 涂布
推荐:LISICO SRV在线粘度计
目的:提供实时数据,自动补充溶剂,使料槽的浆料粘度稳定,达到预期的涂布效果。
在涂布料槽里的浆料经过一段时间后由于溶剂的挥发,粘度会逐渐升高,当SRV检测出粘度超过事先的设定值时,控制系统就可以打开电磁阀开关,补充少量溶剂,搅拌均匀后,重复检测和补充溶剂,直到粘度达标。
以上两个应用中,在线粘度计检测的周期、电磁阀打开的时间,都可以进行设定。
三、实验室粘度和在线粘度的对比
由于测量的环境、设备等不同,在线粘度计测得的粘度和实验室粘度计测得的粘度会有差异。因此,需要采集实验室数据和在线粘度数据,来确定在线粘度的控制点。
四、在线粘度测量中需要注意的问题:
1. 从目前在线粘度计安装的测试点分布来看,测量的物料有正极浆料、胶粘剂和负极浆料、胶粘剂共四种,每种物料又有各自的粘度范围和流变特性。
由于生产工艺中物料温度的变化,物料的粘度随温度的上升而下降,这符合物料的粘温特性,但是物料体系的粘度变化被温度变化所引起的变化给掩盖了,因此需要通过温度补偿的办法,将每种物料的在线粘度值结合温度值,根据四种物料不同的粘扭曲线,补偿计算到和实验室测量温度相同温度的粘度值。以下是对四种物料进行温度补偿计算后的结果。
以上曲线是四种物料经过补偿计算后部分放大的曲线,可以看到物料的粘度并不是随着温度的下降而上升,也不是随着温度的上升而下降,这样就反映出了在生产过程中物料粘度的真实变化过程。
2. 在线粘度计的日常维护:
由于电池浆料的特殊性,尤其是正极浆料,如果在使用中未能定期清洗的话,会造成物料在管道或仪器内部的积料,造成测试结果发生偏差,因此我们建议在设备选型时,预先考虑选择合适的在线粘度计,不要选择灵敏度不够和维护保养复杂的仪器,LISICO SRV在线粘度计外观小巧,安装简单,具有0.001cps的灵敏度,且免维护。
3. 由于实验室采样测量和在线粘度计的测量条件不完全相同,实验室的测量结果可能和补偿计算结果会有不同,因此需要收集更多的实验室测量结果,对补偿计算的参数再作优化,以得到和实验室尽可能接近的结果。
经过一段时间的数据积累和分析,结合实验室测量结果,就可以直接使用在线粘度计的测量值、结合温度信号,经过温度补偿计算和实验室比对计算,得到和实验室测量结果一致的在线粘度值,给物料的生产工艺控制直接提供实时在线的粘度测量结果,提高产品的品质稳定性和整体质量。
建议的在线粘度计产品
LISICO SRV在线粘度计和SRD在线粘度/密度计,直接在工艺流程中插入安装传感器以实时测量粘度或密度,无需旁路管线。具有应用所需的灵敏度以及在恶劣的操作环境中所需的可靠性,流速和振动不会影响测量的稳定性和准确性。它同样非常适合实验室中的质量控制测量。无需更改任何组件或参数,即可在整个范围内进行测量。
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