超音波除泡機 は,電池 泥を 脱ガス する 際 に どんな 役割 を 果たし ます か.

超音波脱泡装置は、バッテリースラリの脱気においてどのような役割を果たしますか？

脱気プロセス中、超音波脱泡装置は高周波超音波の物理的作用を利用して、スラリに閉じ込められた微小な気泡を効率的に除去します。これは、バッテリーの性能と製造の安定性にとって非常に重要です。その具体的な作用メカニズムと核心的な価値は以下のとおりです。

1. 気泡脱気の核心メカニズム
バッテリースラリ（リチウムイオン電池の正極および負極スラリなど）は、活物質、導電剤、バインダー、および溶媒の混合物で構成されています。混合および搬送中に空気が容易に混入し、マイクロメートルからミリメートルサイズの気泡を形成します。超音波脱泡装置は、以下の手段によって気泡を脱気します。

キャビテーション効果：気泡の破壊
超音波（通常20kHzから100kHzの周波数）がスラリを伝播すると、媒体に高周波振動が誘起され、気泡の周囲に周期的な圧力変動が発生します。音波の負圧相では、気泡が引き伸ばされて膨張します。正圧相では、気泡が激しく圧縮され、瞬時に破裂します（キャビテーション効果）。これにより、気泡内に閉じ込められたガスがスラリ表面に放出され、最終的に系から逃げます。

微小な気泡（特に直径50μm未満の気泡。これは従来の真空脱気では除去が困難です）の場合、超音波の高周波振動は気泡の表面張力を直接破壊し、それらをより大きな気泡に合体させ、浮上しやすく、排出されやすくします。

振動による気泡の移動促進
超音波の機械的振動は、スラリ全体に微視的な対流を生み出し、気泡を表面に移動させ、上向きの動きを加速させ、スラリに閉じ込められたり、固形粒子間に閉じ込められたりするのを防ぎます。

II. バッテリースラリにおける重要な役割

電極塗布品質の向上
スラリ中の残留気泡は、塗布プロセス中に電極表面にピンホール、ピット、および不均一な塗布を引き起こし、電極の均一性に影響を与える可能性があります。超音波脱気により、より均一で密度の高い塗布が得られ、充放電中の局所的な電流集中による容量低下や熱暴走のリスクが軽減されます。

電極の機械的特性の確保
気泡は、電極材料と集電体（銅またはアルミニウム箔など）との間の結合を弱め、圧延およびスリット加工中の粉末損失やひび割れを引き起こす可能性があります。脱気後、スラリ中のバインダーがより均一に分散し、活物質と集電体との間の接着性が向上し、電極の機械的強度も向上します。

バッテリーの電気化学的性能の最適化

気泡は、電極内のリチウムイオンの移動を妨げ、バッテリーの内部抵抗を増加させ、充放電効率を低下させる可能性があります。

残留気泡は、サイクリング中の体積変化により電極構造を損傷し、バッテリーのサイクル寿命を短くする可能性があります。超音波脱気は、このリスクを軽減し、バッテリーの容量安定性とレート性能を向上させることができます。

高粘度スラリの脱気ニーズへの対応
バッテリースラリ（特に高ニッケルカソードスラリおよびシリコン系アノードスラリ）は、一般的に高粘度であり、従来の真空脱気では非効率的です（気泡は粘性媒体を突き破って浮上するのに苦労します）。超音波のキャビテーション効果は、スラリ内で直接作用し、高粘度システムでも気泡を効果的に破壊し、真空脱気の欠点を補います。

III. 従来の脱気方法との相乗効果
バッテリースラリの製造では、超音波脱気装置は、真空脱気、機械的撹拌脱気、およびその他の方法と組み合わせて、「複合脱気プロセス」を形成することがよくあります。

真空環境は、気泡の内外の圧力差を減らし、その膨張を促進します。
超音波は、微小な気泡や粒子に封入された気泡を特に破壊します。これらの2つの方法を組み合わせることで、スラリ中のガス含有量を0.1％未満に減らすことができ、高精度バッテリー（パワーバッテリーや全固体電池など）の製造要件を満たすことができます。

概要
超音波脱気装置は、高周波振動とキャビテーション効果を利用して、バッテリースラリ中の微小な気泡を正確に分解します。その核心的な役割は、スラリの均一性を向上させ、電極の品質を確保し、バッテリーの電気化学的性能を最適化することです。これらは、バッテリー製造における製品の一貫性と信頼性を確保するための重要な装置であり、高粘度で要求の厳しい新しいバッテリースラリの脱気に特に適しています。