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生产电极悬浮液的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:41176767 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-07 22:12
描述了一种用于生产电极悬浮液的方法和装置(1)。提供并混合电极悬浮液的配方成分(A,B,C,D)以得到所述电极悬浮液。分别通过检测电极悬浮液在紫外、可见光和红外频率范围中的至少一个子区域上的光谱,对电极悬浮液进行至少一次光学测量。评估至少一次光学测量。根据评估进一步处理所述电极悬浮液。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生产电极悬浮液的方法。本专利技术还涉及一种生产电极悬浮液的装置。


技术介绍

1、电极悬浮液用于生产电化学储能装置,例如电池和/或蓄电池。电极悬浮液在这里用于涂覆电极基材。在这方面,可以区分阳极悬浮液和阴极悬浮液。电极悬浮液也被称为电池悬浮液、电池浆液、电极糊或催化剂分散液。

2、生产电极悬浮液的工艺是已知的。电极悬浮液的配方成分混合后形成悬浮液。不同的电极悬浮液,特别是阳极和阴极悬浮液,以及催化剂分散液,在选择各自的配方成分及其组成上有所不同。悬浮液目前主要采用间歇法生产。

3、电极悬浮液质量的关键因素是选择正确的成分及其特性,例如固体成分的粒径、混合比例和/或分散质量。因此,在对电极悬浮液进行进一步处理之前,特别是在对电极涂覆电极悬浮液之前,对电极悬浮液进行检验是一种已知的程序。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是改进一种生产电极悬浮液的方法,特别是提供一种能确保电极悬浮液的生产达到目标质量并降低废品率的方法。

2、该目的通过生产电极悬浮液的方法实现,包括以下步骤:

3、-提供电极悬浮液的配方成分,

4、-混合所述配方成分得到所述电极悬浮液,

5、-分别通过检测所述电极悬浮液在紫外、可见光和红外频率范围中的至少一种的至少一个子区域上的光谱,对所述电极悬浮液进行至少一次光学测量,

6、-评估所述至少一次光学测量,以及

7、-根据评估进一步处理所述电极悬浮液。

<p>8、提供并混合电极悬浮液的配方成分以得到电极悬浮液。分别通过检测电极悬浮液在紫外、可见光和红外频率范围中的至少一个子区域上的光谱,对电极悬浮液进行至少一次光学测量。评估至少一次光学测量。根据评估进一步处理所述电极悬浮液。

9、根据本专利技术已经认识到,通过评估至少一次光学测量值,可以对电极悬浮液进行可靠的表征。特别地,通过至少一次光学测量及其评估,可以有效可靠地验证一种或多种配方成分的特性、配方成分的混合比例和/或分散质量。

10、电极悬浮液的进一步处理取决于对至少一次光学测量的评估。例如,当识别出与目标特性的差异时,特别是当质量低于或高于目标质量时,例如通过添加另外的配方成分和/或长时间混合,可以排放和/或处理电极悬浮液。在充分符合目标特性,特别是目标质量的情况下,电极悬浮液尤其可以送至另外的加工步骤,例如可用于涂覆电极基材。

11、有利地,至少一次光学测量直接作用在电极悬浮液上。无需例如通过稀释和/或离心排放和/或处理样品。这使得测量特别省时和有效。测量及其显著性不受样品处理的影响。

12、至少一次光学测量的性能特别有利。光谱分析的优点在于,可以通过单次测量来确定电极悬浮液的相关特性,例如配方成分、其混合比例和/或分散质量。这使得能够有效地验证电极悬浮液。特别地,电极悬浮液的验证不限于单独的机械或流变特性。

13、光学测量另外具有的优点在于,其几乎不影响电极悬浮液,特别是悬浮液流,如果有的话。特别地,不需要例如通过粘度计的任何机械和/或流变测量,粘度计可能对悬浮液流具有不利影响。因此,该至少一次光学测量特别适合于在线应用。

14、至少一次光学测量的另一个优点是其易于扩展。

15、至少一次光学测量的另一个优点是其不容易出错,特别是与机械和/或流变测量相比。特别地,避免了由于机械测量设备的损坏和/或污染,例如由于粘度计的旋转部件的污染和堵塞,而导致的测量失真。

16、测量可以在成品电极悬浮液上或在前面的方法步骤中进行。例如,可以将不同的配方成分连续地添加到电极悬浮液中并将它们混合。至少一次光学测量可以在该方法的不同部分中进行,特别是在中间体上,例如在已经混合了单独的配方成分之后。至少一次光学测量优选在所有相关配方成分的提供和混合之后进行。还可以在不同的方法阶段进行光学测量。通过这种方式,可以在早期阶段识别出不正确的配方成分和/或混合比例和/或分散质量和/或分离。废品率得以降低。避免了在低质量中间阶段中添加另外的配方成分。

17、电极悬浮液的配方成分的提供和混合本身是已知的。特别地,用于生产电极悬浮液,特别是阳极和/或阴极悬浮液,的合适配方是已知的。

18、用于电极悬浮液的已知配方特别地包括溶剂、至少一种导电添加剂、至少一种电化学活性材料和/或至少一种粘合剂。此外,可以加入其它添加剂和/或加工助剂。

19、合适的溶剂例如是水,尤其是蒸馏水、去矿化水、去离子水和/或完全脱盐水、n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)和/或n-乙基-2-吡咯烷酮(nep)、磷酸三乙酯(tep)、异丙醇或二甲苯。

20、合适的导电添加剂是例如炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管(cnt和/或mwcnt)。导电添加剂尤其是固体形式,尤其是固体颗粒形式。各种导电添加剂尤其可以在固体颗粒的粒径方面不同。

21、所用的电化学活性材料可以是例如石墨、硅、硅复合物、锂镍锰钴氧化物、锂钴氧化物、锂锰氧化物尖晶石、磷酸锂铁、锂镍钴铝氧化物、钛酸锂、锂铝合金、锂镁合金、锂硅合金、锂锡合金、磷酸铁钠和/或六氟磷酸锂。电化学活性材料在下文中也称为活性材料。活性材料的比例尤其可以根据电极悬浮液的类型,尤其是阳极和/或阴极悬浮液的类型来选择。示例性的阳极悬浮液具有质量份数在30%至70%的范围内的活性材料比例。示例性阴极悬浮液包括质量份数在50%和90%之间的范围内的活性材料。

22、合适的粘合剂例如是丁腈橡胶(nbr)、丁苯橡胶(sbr)、羧甲基纤维素(cmc)、聚丙烯酸(ppa)、聚偏二氟乙烯(pvdf)和/或聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)。

23、配方成分可以特别地借助至少一个挤出机例如在合适的混合器中混合和/或连续地混合。

24、至少一次光学测量可以在透射装置和/或反射装置中实现。至少一次光学测量优选地在反射装置中实现。特别地,检测电极悬浮液的反射率值。例如,用于至少一次光学测量的性能的测量装置可以具有光谱仪,特别是分光光度计。测量设备,尤其是测量设备的传感器,可以优选地借助于标准化的照明将待分析的频率范围中的光发射到电极悬浮液中,并且检测源自其的次级辐射,尤其是透射光和/或反射光,例如反射辐射。

25、至少一次光学测量检测电极悬浮液的光谱。光谱可以包括一个或多个频率或频带。光谱优选地为连续光谱。至少在紫外、可见光和/或红外,特别是近红外频率范围的子区域检测光谱。优选地检测至少可见光的子区域,特别是覆盖可见光的整个频率范围。可见光特别地对应于约380nm至约780nm的波长范围。所检测的光谱可以另外地或可选地延伸到红外范围,特别是近红外范围,特别是从780nm到3000nm的波长范围,和/或uv范围,特别地从100nm到380nm的波长范围。

26、特别地参考所检测的特定光谱和/或从中确定的至少一个参数来评估至少一次光学测量。例如,可以分别单独地评估至少一次光学测量。还可以例如通过将相应的光谱和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于生产电极悬浮液的方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,使用已经从所述光谱确定的颜色空间的至少一个颜色坐标(L*,a*,b*)进行所述评估,特别是使用从所述光谱确定的颜色位点进行所述评估。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,确定所述至少一个颜色坐标(L*,a*,b*)与相应目标颜色坐标之间的至少一个颜色变化,并根据所述至少一个颜色变化对所述电极悬浮液(30;430)进行进一步处理。

4.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,所述电极悬浮液(30;430)是连续生产的,特别是借助挤出机(2)连续生产的。

5.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,根据所述评估,致动用于偏转悬浮液流的多路开关(11),所述多路开关(11)特别是用于在挤出机出口(8)处偏转悬浮液流。

6.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,所述至少一次光学测量是在线进行的,特别是在挤出机出口区域(8)内在线进行的。

7.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,在不同位置处进行多次光学测量。

8.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,多次光学测量是连续进行的,特别地所述光学测量是有规律地重复的,优选地是基本上连续地进行的。

9.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,根据所述评估,特别是根据至少一个颜色坐标(L*,a*,b*),通过闭环控制来控制所述配方成分(A,B,C,D)的提供和所述配方成分(A,B,C,D)的混合中的至少一个,特别是挤出机(2)的工艺参数。

10.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,存储评估结果,特别是至少一个颜色坐标(L*,a*,b*)。

11.一种用于生产电极悬浮液的装置,具有

12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述混合设备(2)具有挤出机。

13.根据权利要求11和权利要求12中的一个所述的装置,其特征在于还包括多路开关(11),其用于根据所述至少一次光学测量的评估偏转悬浮液流,特别是在挤出机出口(8)处偏转悬浮液流。

14.根据权利要求11至13中的至少一项所述的装置,其特征在于,所述至少一个测量设备(12)设置成分析所述混合设备(2;402)中和所述混合设备(2)的出口(8)处,特别是挤出机出口(8)处,中的至少一个的电极悬浮液。

15.根据权利要求11至14中的至少一项所述的装置,其特征在于布置在不同位置处的多个测量设备(12)。

16.根据权利要求11至15中的至少一项所述的装置,其特征在于控制单元(5),其用于根据所述至少一次光学测量的评估进行所述混合设备(2;402)的开环和闭环控制中的至少一个以及所述电极悬浮液(30;430)的进一步处理。

17.根据权利要求11至16中的至少一项所述的装置,其特征在于,所述至少一个测量设备(12)包括分光光度计。

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【技术特征摘要】

1.一种用于生产电极悬浮液的方法,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,使用已经从所述光谱确定的颜色空间的至少一个颜色坐标(l*,a*,b*)进行所述评估,特别是使用从所述光谱确定的颜色位点进行所述评估。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,确定所述至少一个颜色坐标(l*,a*,b*)与相应目标颜色坐标之间的至少一个颜色变化,并根据所述至少一个颜色变化对所述电极悬浮液(30;430)进行进一步处理。

4.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,所述电极悬浮液(30;430)是连续生产的,特别是借助挤出机(2)连续生产的。

5.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,根据所述评估,致动用于偏转悬浮液流的多路开关(11),所述多路开关(11)特别是用于在挤出机出口(8)处偏转悬浮液流。

6.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,所述至少一次光学测量是在线进行的,特别是在挤出机出口区域(8)内在线进行的。

7.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,在不同位置处进行多次光学测量。

8.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,多次光学测量是连续进行的,特别地所述光学测量是有规律地重复的,优选地是基本上连续地进行的。

9.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法,其特征在于,根据所述评估,特别是根据至少一个颜色坐标(l*,a*,...

【专利技术属性】
技术研发人员:约翰内斯·海恩马库斯·费德勒阿诺·卡德马塞尔·韦伯
申请(专利权)人:科倍隆有限公司
类型:发明
国别省市:

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