Rozlúčka s hrudkami v náterovej paste batérie
Všetko, čo je menšie ako 50 mikrometrov, je mimo zorného poľa ľudského oka. Napriek tomu dokážeme vnímať účinky vecí, ktoré nevidíme. Príkladom je proces povrchovej úpravy lítium-iónových batérií. Komplexná pasta zo spojív, vodivých látok a aktívnych častíc sa nanesie na vodič v hrúbke niekoľkých mikrometrov, ale prítomnosť hrudiek môže zhoršiť výkonnosť batérií. Kritickým procesom pri dosahovaní homogénnej povlakovej suspenzie je miešanie. Miešanie však nikdy nie je len miešaním, ako sme sa dozvedeli od Ralfa BÃrgelina, experta na procesy v spoločnosti Procesné zariadenia IKA. Najdôležitejším faktorom je, aby boli častice dobre rozptýlené, čo sa dá dosiahnuť miešaním na linke.
Zvýšenie energie na udržanie pevných látok od seba
Zložky, ako sú spojivá a uhlíkové prášky, majú tendenciu aglomerovať v kvapaline,” vysvetľuje Ralf. Tieto materiály plávajú na povrchu a zhlukujú sa, len čo sa dostanú do kvapalnej fázy. Tvorba aglomerátov je problémom pre všetky suspenzné materiály, ale vrstvy povlaku batérií sa nanášajú v mikrometrickom meradle a nedokonalosti sa výrazne zosilňujú. Aglomeráty môžu mať rôznu veľkosť, od veľkých po malé. Veľké agregáty môžu mať za následok škrabance na povrchu povlaku, zatiaľ čo malé agregáty môžu znížiť výkonnosť batérie. Toto je hlavná prekážka, ktorú musí bežné miešanie prekonať. Spoločnosť IKA však nie je žiadnym poskytovateľom konvenčných technológií: Problém aglomerácie riešime tým, že disperziu vykonávame inline v malej komore v zóne s vysokou turbulenciouIntenzita udržuje pevné častice od seba a rovnomerne ich rozdeľuje v kvapalnom prostredí.
Zmenšenie priestoru v zmiešavacej komore na reguláciu pohybu častíc
Okrem energie je tu aj otázka objemu. Pri uvoľňovaní práškov vo veľkých miešacích nádobách, ako sú planetárne miešače, môžu častice uniknúť. Naproti tomu IKA vedie kvapalnú zmes v malej komore, kde častice nemajú priestor na únik. To umožňuje spoločnosti IKA presnejšiu kontrolu nad rozptylom. Nevytvára však toto vysokoenergetické miešanie v obmedzenom priestore nadmerné tepelné namáhanie materiálov?Teplota by nemala prekročiť 50 °C, – upozorňuje Ralf. Štandardný miešač od spoločnosti IKA totiž pracuje pri izbovej teplote a pri recirkulácii zmesi sa teplota zvýši na približne 30-40 °C. Miešanie v linke, vysoká turbulencia a malá komora. Tieto parametre sú pákami, ktoré zabezpečujú stabilnú náterovú hmotu bez aglomerátov. Aj keď je aktívna vrstva menšia ako smietka prachu, kvalitu povlaku bez hrudiek vidia všetci.
