电极浆料涂布模头流场分析与结构优化

涂布工艺是锂电池极片制造过程的关键工序之一,涂层的稳定性和厚度一致性决定了极片的结构,进而影响电池的性能和循环寿命。大尺寸动力锂电池产品对涂布幅宽提出更高的要求,保证涂布模头出口处电极浆料的流动均匀性成为核心技术问题之一。因此,对涂布模头的流道结构进行合理优化显得尤为重要。本研究针对宽幅涂布模头出口速度分布不均的问题,构建了不同尺寸和结构的模头流道模型进行流场仿真,分析电极浆料在模头内部的流动特性,并采用Box-Behnken设计对衣架式模头的结构尺寸进行优化。具有倾斜变径式匀料腔结构的衣架式模头对浆料有更强的引流效果,有助于提升幅宽方向浆料流动的均匀性。采用Box-Behnken设计对衣架式模头的主要结构参数进行优化,使浆料的均匀性提升至0.99。

低酸值磺化聚酯多元醇的合成与应用

磺化聚酯多元醇是合成软段亲水的磺酸型水性聚氨酯的关键原料。低酸值是磺化聚酯多元醇的重要技术指标,也是合成水性聚氨酯的关键。以间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠为亲水单体,采用酯交换/酯化-熔融缩聚法合成了多种磺化聚酯多元醇,对产物结构进行了表征,重点考察了缩聚压力对其酸值的影响。根据二元醇在缩聚温度下的饱和蒸气压,提出“三段压力控制法”,逐级降低缩聚压力,在无溶剂的情况下使酸值降至1~2 mg KOH/g以下。由此开发的工艺适用于不同种类聚酯多元醇的合成,并可进行工艺放大。低酸值磺化聚己二酸丁二醇酯具有优异的亲水性和水分散性,可形成粒径<100 nm且带有蓝光的水分散液。将其应用于水性聚氨酯的合成,成功制得拉伸强度≥30 MPa的聚氨酯膜。

基于相场模型的锂电池电极浆料稳定涂布窗口分析

极片涂布是锂离子电池极片制造的关键工艺之一,涂布质量决定了极片结构的均匀度,进而影响电池的性能和寿命。针对电极浆料涂布质量控制问题,选取狭缝涂布模头和集流体组成的局部区域为研究对象,建立了相场-流场耦合的多物理场模型。基于该模型模拟了电极浆料的流动以及电极涂层形成,并根据涂布质量确定了稳定的涂布窗口,通过与实验结果的对比验证了仿真模型的可靠性。以拓宽涂布窗口、实现高速稳定涂布为目标对涂布模头的主要尺寸进行优化。结果表明,浆料流量过大或过小将导致气泡混入或上游溢出,涂布过程无法达到稳定;模头的主要几何尺寸对稳定涂布窗口有一定影响,但仅通过对其简单增减无法将涂布窗口拓宽;对上游模头、下游模头进行非对称式调整,改变上下游流动阻力的相对大小,可以将浆料流量上限提高约40%。通过数值模拟对狭缝涂布过程中的浆料流动进行了分析,为锂电池电极浆料涂布工艺参数的优化提供了参考。

圆柱形锂离子电池真空干燥过程的数值模拟

极片中的水分对锂离子电池的性能和安全有重要影响,在生产中需要通过真空干燥对其进行严格控制。目前对于真空干燥工艺的研究以实验为主,消耗了大量的能源、材料以及人力资源,且耗时较长。针对以上问题,以18650电池为研究对象,建立了扩散-流动-热传导-气液传质耦合的二维旋转模型,准确预测了真空干燥过程中电芯含水率的变化。结果表明,过程中电芯不同位置的温度、水蒸气分压、含水率较为均匀,采用均质的零维模型同样能得到准确结果;电芯材料的颗粒尺寸、孔隙率、初始含水率对水分蒸发速率有显著影响,达到相同干燥程度所需的时间相差数个小时;平衡含水率取决于温度和空气湿度,二者是影响最终含水率的主要因素;提高电芯的温度或降低烘箱的出口压力均可提高真空干燥的效率,获得更低含水率的电芯产品;以更快的速度加热电芯,更早进入真空阶段可以显著提升前期的干燥效率;在进入真空阶段后以一定频率对烘箱进行换气可以降低电芯中水蒸气分压,进而提升干燥速率,既能降低最终含水率,也可节约时间成本。本工作提出的预测模型可以快速、便捷地研究各工艺参数的影响,在锂离子电池真空干燥工艺参数优化方面具有应用价值。

精馏塔板相界面积的粒数衡算模型

通过对气液湍流系统中气泡的动力学行为进行分析推导出气泡破碎速率与聚并速率的表达式 ,在此基础上建立了描述气泡分散特性的粒数衡算模型 .求解粒数衡算方程可以计算精馏塔板上气泡的粒度分布以及气液相界面积 ,模拟计算的结果与实验测量的数据相当一致 ,证明可以利用粒数衡算模型较准确地预测气液湍流系统的分散性质 .

蚕豆真空油炸试验研究

以慈溪所产大白蚕豆为原料,研究了浸渍、冷冻以及热风干燥对真空油炸脆蚕豆品质的影响。结果表明:浸渍、冷冻以及熬风干燥显著影响脆蚕豆的水分含量和含油率,且蚕豆初始水分含量与其含油率之间存在显著的相关性。浸渍和热风千燥预处理技术可以显著降低产品的含油率,而且不影响其脆度和主要色泽值。

香椿芽真空冷冻干燥工艺的研究

本文介绍香椿芽真空冷冻干燥生产工艺及其保鲜方法，并给出了测试数据和冻曲线其保鲜法，顺应了食品趋向高营养、保新鲜的潮流，满足人民对食用天然食品的需求．

氟磷酸钙真空碳热还原反应机理

在真空条件下,本文采用热力学分析、XRD及化学分析等方法与手段,对SiO2在氟磷酸钙碳热还原制磷的过程进行了研究,考察了SiO2的添加量对磷矿还原率的影响。通过热力学研究,在压力100 Pa温度低于1075℃时,Ca5(PO4)3F与C、SiO2的反应满足反应发生的热力学条件。实验研究表明:在真空度10 Pa^80 Pa,温度达到实验最高温度1550℃时,二氧化硅不能使氟磷酸钙发生脱氟反应,与热力学计算结果一致。还原率随着温度升高而增大,在低于1450℃时,添加SiO2有利于提高还原率;随m增加,还原率也增加,在1350℃时,还原率增大速度较快。由此作者提出了SiO2对氟磷酸钙真空碳热还原的反应机理。

粮食真空干燥技术的难题

本文主要探讨粮食真空干燥技术实施过程中所遇到的难题,包括粮食真空干燥理论、设备、工艺等方面的难题。希望能够引起粮食真空干燥技术工作者的关注、分析、解决有关问题,促使粮食真空干燥技术更快、更好的向前发展。

在Ar气流中热处理KOH-煤焦制大比表面积活性炭

本文将煤焦与ＫＯＨ混合，在Ａｒ气流中进行低温、高温二次热处理，制得了比表面积为２９１８ｍ２／ｇ的活性炭。考查了操作条件对产品性能的影响。

蒸汽喷射器射流场流动模型研究综述

综述了3种不同维数的喷射器射流场流动模型的研究工作,分析了3种模型各自的特点后指出,一维模型的建立主要基于定压混合理论或定常面积混合理论;二维偏微分方程模型建立后基于差分法等数值算法进行求解。随着网格技术和计算方法的提高,三维粘性射流场中激波和湍流的数值模拟发展迅速。

粗苯精馏过程的模拟计算

以汽液平衡为基础 ,应用精馏原理建立了粗苯精馏的数学模型 ,并采用三对角矩阵法、高斯消元法和追赶法对模型进行了模拟计算。通过验证 ,证明了该模型是可靠的 ,通用的 。

丙烯酰胺反应液浓缩工艺设计的研究

为降低丙烯酰胺生产中反应液浓缩过程的能耗,采用将90℃反应液与40℃浓缩液直接混合,在6.0～7.0 kPa条件下对42℃的混合液进行闪蒸的工艺设计。在该工艺设计条件下,反应液中丙烯酰胺的质量浓度由40%提高到50%丙烯腈的质量浓度由10%降低到3 000μg/g,与将混合液加热工艺设计相比,闪蒸器体积减少29.7%,浓缩液循环量降低56.5%,热水用量减少200 t/h。