硅碳復合負極材料分散機

   特點在于儲鋰容量高。硅碳復合負極材料采用“core-shell"結(jié)構(gòu)，通過以球形人造或者天然石墨為基底，在石墨表面釘扎一層Si 納米顆粒，再在其外表包覆一層無定形碳。這種設計的機理在于Si 的體積膨脹由石墨和無定形包覆層共同承擔，有效避免負極材料在嵌鋰脫鋰過程中因巨大的體積變化和應力而粉化。硅碳復合負極材料劣勢在于安全性及倍率性能較差的問題，兩相分離的合金化機理難以產(chǎn)生快速的鋰離子遷移通道，在大倍率充放電情況下必然會損失較大容量并且?guī)戆踩[患。同時Si 基合金也存在成本過高問題，納米Si 的價格極其昂貴，尤其是尺寸小于50nm 的硅，這使得硅碳復合負極材料成本較高，日本一家企業(yè)的產(chǎn)品wan全成本大概在50$/Kg 左右。另外該材料的庫倫效率較低，跟常規(guī)電解液的相容性也需要改進。

    硅碳復合負極材料日本企業(yè)走在前列，部分企業(yè)已經(jīng)有小量產(chǎn)品供應。目前該類產(chǎn)品并不會單獨在商品化電池里實際應用，而是跟石墨負極以一定的比例混合使用，主要應用在3C 領域，而非動力電池方面。

高速分散機的高的轉(zhuǎn)速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是***重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求 SID公司在GR2000系列的基礎上又開發(fā)出GRS2000超高速分散機。其剪切速率可以超過100.00 rpm，轉(zhuǎn)子的速度可以達到40m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機可以使粒徑范圍小到納米級。剪切力更強粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度ji高,無需其他輔助分散設備。

影響分散乳化結(jié)果的因素有以下幾點

1 乳化頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）

2 乳化頭的剪切速率 （越大，效果越好）

3 乳化頭的齒形結(jié)構(gòu)（分為初齒，中齒，細齒，超細齒，約細齒效果越好）

4 物料在分散墻體的停留時間，乳化分散時間（可以看作同等的電機，流量越小，效果越好）

5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，到設備的期限，就不能再好）

線速度的計算

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。

– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-轉(zhuǎn)子 間距 (m)

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

– 轉(zhuǎn)子的線速率

– 在這種請況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。 
SID 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm

速率V= 3.14 X D（轉(zhuǎn)子直徑）X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60

硅碳復合負極材料分散機設備選型表：