Scénario de production de boues à haute viscosité : Une certaine entreprise spécialisée dans l'alimentation par batterie a produit NCM811 Une suspension pour électrode positive (viscosité 80 000 cP, teneur en solides 65 %) a été préparée à l’aide d’un mélangeur à double planétaire fonctionnant en continu pendant 72 heures. L’homogénéité de la suspension est restée stable à ±0,15 %, et la durée de vie finale de la batterie a été augmentée de 25 %, un résultat nettement supérieur à celui obtenu avec un mélangeur mono-axial classique (écart de ±0,5 %).

Scénario de fonctionnement à basse température : Dans l'atelier d'hiver de l'usine de matériaux pour batteries au lithium, la température descend jusqu'à -12 °C. Le mélangeur planétaire sous vide, équipé d'une enveloppe chauffante et d'un module de régulation de la température d'huile, démarre normalement sans aucune modification. La répétabilité du mélange par lots atteint 98 %, résolvant ainsi le problème majeur de l'instabilité des équipements dans les régions arides du nord-ouest.

Scénario de dispersion des nanomatériaux : Une entreprise spécialisée dans le stockage d'énergie a traité des matériaux d'électrodes négatives en silicium-carbone (taille des particules : 50 nm). Grâce à un programme d'accélération progressive de la machine de dispersion à cisaillement élevé (réglée avec précision de 300 à 3 000 tr/min), et tout en préservant la structure des particules, les agglomérats ont été complètement désintégrés. L'uniformité de la porosité de la feuille d'électrode revêtue après le dépôt de la suspension a été améliorée de 40 %.

2. Comparaison détaillée : Différents types de mixeurs

Les principales causes de détérioration de l'arbre d'agitation sont liées à trois facteurs : premièrement, un choix inapproprié des matériaux. Si un revêtement en carbone-tungstène ou en Hastelloy n'est pas utilisé lors de la manipulation de poudres à haute dureté (comme le phosphate de fer lithié), l'arbre risque de s'user prématurément. Il est recommandé de privilégier un arbre d'agitation présentant une dureté superficielle ≥ HRC60 ; deuxièmement, une surcharge. Lorsque la viscosité de la suspension dépasse soudainement la plage nominale de l'équipement (par exemple, de 50 000 à 150 000 cP), l'absence de réduction de vitesse à temps peut entraîner une torsion de l'arbre. Un système intelligent de protection contre les surcharges (arrêt automatique lorsque le couple dépasse 120 % de la valeur nominale) doit être installé ; troisièmement, un manque d'entretien. Une lubrification insuffisante des paliers ou le vieillissement des joints peuvent provoquer des infiltrations de matériau, accélérant ainsi la corrosion de l'arbre. Il est recommandé d'effectuer un entretien complet toutes les 500 heures de fonctionnement.

Les différences de propriétés des matériaux entre les deux systèmes de batteries déterminent le choix de l'équipement : la suspension cathodique NCM présente une viscosité élevée (60 000 à 100 000 cP) et exige une homogénéité de dispersion extrêmement faible (écart ≤ 0,2 %). Un mélangeur planétaire à double planétarium, à vitesse variable (50 à 500 tr/min) et à dégazage sous vide (vide ≤ -0,095 MPa), est donc recommandé afin d'éviter l'agglomération de la suspension, qui affecte la densité énergétique de la batterie. La suspension cathodique LFP, quant à elle, présente une teneur élevée en matières solides (65 % à 70 %) et une faible fluidité. Il est conseillé d'utiliser un mélangeur planétaire équipé d'un racleur de paroi (écartement ≤ 0,5 mm) pour éviter l'adhérence du matériau à la paroi et les risques d'un mélange hétérogène. Ce mélangeur doit également être équipé d'un module de chauffage (réglage de la température : 20 à 80 °C) afin d'accélérer la maturation de la suspension.

La clé de l'équilibre réside dans une adéquation précise aux exigences du procédé : lors des essais à petite échelle (volume de lot de 5 à 20 L), un petit mélangeur planétaire d'une puissance de 3 à 5 kW peut être choisi, avec une consommation d'énergie d'environ 8 à 12 degrés par lot, ce qui offre la flexibilité nécessaire à la recherche et au développement ; à l'échelle pilote (50 à 100 L), un modèle à double turbine planétaire à fréquence variable est recommandé, d'une puissance de 15 à 22 kW. Grâce à une régulation de vitesse par paliers (mélange à basse vitesse, dispersion à haute vitesse), la consommation d'énergie est maîtrisée à 25-35 degrés par lot. Lors de la phase de production en série (200-500 L), il est suggéré d'utiliser un grand mélangeur planétaire double entraîné par deux moteurs, d'une puissance de 45 à 75 kW, équipé d'un système de récupération de chaleur résiduelle, qui peut réduire la consommation d'énergie de 10 à 15 %, et en même temps, grâce à une conception d'alimentation continue, la capacité de production peut être augmentée, avec une capacité de traitement de 300 à 500 kg de boue par heure.