硅碳复合负极材料分散机

硅碳复合负极材料分散机

硅碳复合材料特点在于储锂容量高。硅碳复合负极材料采用“core-shell”结构，通过以球形人造或者天然石墨为基底，在石墨表面钉扎一层纳米颗粒，再在其外表包覆一层无定形碳。这种设计的机理在于硅碳复合材料的体积膨胀由石墨和无定形包覆层共同承担，有效避免负极材料在嵌锂脱锂过程中因巨大的体积变化和应力而粉化。硅碳复合负极材料劣势在于安全性及倍率性能较差的问题，两相分离的合金化机理难以产生快速的锂离子迁移通道，在大倍率充放电情况下必然会损失较大容量并且带来安全隐患。同时硅碳复合材料基合金也存在成本过高问题，纳米硅碳复合材料的价格极其昂贵，尤其是尺寸小于50nm的硅，这使得硅碳复合负极材料成本较高，日本一家企业的产品成本大概在50$/Kg 左右。另外该材料的库伦效率较低，跟常规电解液的相容性也需要改进。

硅碳复合负极材料日本企业走在前列，部分企业已经有小量产品供应。目前该类产品并不会单独在商品化电池里实际应用，而是跟石墨负极以一定的比例混合使用，主要应用在3C 领域，而非动力电池方面。

超高速分散机的高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是非常重要的。根据一些行业特殊要求，思峻公司在GR2000系列的基础上又开发出GRS2000超高速剪切乳化机机。其剪切速率可达14000rpm，线速度可以达到44m/s。在该速度范围内，由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强，乳液的粒经分布更窄。由于能量密度高,无需其他辅助分散设备,可以达到普通的高压均质机的400BAR压力下的颗粒大小.在该速度范围内，由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强粒经分布更窄。由于能量密度高,无需其他辅助分散设备。

超高速分散机是高效、快速、均匀地将一个相或多个相(液体、固体)进入到另一互不相溶的连续相(通常液体)的过程的设备的设备。当其中一种或者多种材料的细度达到微米数量级时，甚至纳米级时，体系可被认为均质。当外部能量输入时，两种物料重组成为均一相。高剪切均质机由于转子高速旋转所产生的高切线速度和高频机械效应带来的强劲动能，使物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，形成悬浮液（固/液），乳液（液体/液体）和泡沫（气体/液体）。高剪切均质机从而使不相溶的固相、液相、气相在相应熟工艺和适量添加剂的共同作用下，瞬间均匀精细的分散乳化，经过高频管线式高剪切分散均质乳化机的循环往复，***终得到稳定的高品质产品。

影响分散乳化结果的因素有以下几点

1 乳化头的形式（批次式和连续式）（连续式比批次好）

2 乳化头的剪切速率 （越大，效果越好）

3 乳化头的齿形结构（分为初齿，中齿，细齿，超细齿，约细齿效果越好）

4 物料在分散墙体的停留时间，乳化分散时间（可以看作同等的电机，流量越小，效果越好）

5 循环次数（越多，效果越好，到设备的期限，就不能再好）

线速度的计算

剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-转子 间距 (m)

由上可知，剪切速率取决于以下因素：

– 转子的线速率

– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。 
定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（转子直径）X 转速 RPM / 60

硅碳复合负极材料分散机