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简析流变仪与粘度计的区别
点击次数:32 发布时间:2018/4/23
  简析流变仪与粘度计的区别
  一般来说,我们日常生活中接触的物体一般都具有两种特性:1)粘性特性;2)弹性特性。除了一些“理想粘性液体”,例如水和油;“理想弹性材料”,例如石头等,一般我们常见的物体都同时具有“粘性”和“弹性”两种属性,当然我们锂离子电池生产中涉及的浆料也不例外,今天就和大家来一起分享一下。
  在日常的浆料生产中一般我们最常接触的参数为浆料的粘度,它代表了浆料的粘稠程度,是指导我们涂布生产的重要参数,那我们今天要为大家介绍的流变仪和我们日常中使用的粘度计又有什么区别,以及流变仪对于指导锂离子电池生产有什么重要的意义。
  我们日常在生产中接触到的一般是旋转粘度计,旋转粘度计主要有以下特点:1)测量轴的轴向负荷主要由吊丝,或者弹簧片、锥形宝石轴承支撑,因此精度低,摩擦力大;2)其扭矩测量系统,灵敏度低,对瞬时粘性力拒相应严重滞后;3)旋转粘度计的转速控制系统一般时开环的(无反馈控制),通过齿轮结构改变转速,很难实现低切变下的平稳运行。总的来说,旋转粘度计不具有动态特性,只能用于测量非牛顿流体在稳态下的相对粘度。
  流变仪相当于是旋转粘度计的升级版本,流变仪的测量轴的轴向载荷和径向载荷都是采用空气轴承(或者磁力轴承)进行支撑,没有机械部件,因此测量轴无摩擦,精度高,可靠性好,寿命高。其次,由空气轴承和无摩擦传感器组成的力拒测量系统,灵敏度高,重复性好,能快速响应瞬时粘性力拒的变化。最后,流变仪采用负反馈速度控制系统可以实现无级调速,并且能够在极低的切变速度下平稳运行,因此流变仪具有良好的动态特性,不但能够准确的测量非牛顿流体的稳态流变特性(表观粘度),还能准确的测量流体的其他动态特性——触变性和粘弹性、屈服应力等指标。
  由上述分析不难看出,流变仪的功能远远强于传统的粘度计,不仅仅能够测量浆料的稳态特性——粘度,还能对浆料的触变性、粘弹性等动态指标进行测量,能为我们提供更丰富的关于浆料特性的数据,对于指导匀浆和涂布过程具有重要的意义。我们举一个例子,浆料在涂布机中转移到铜箔或铝箔上的过程中,浆料的剪切速率首先是快速升高,在从喷嘴转移到箔上的一瞬间剪切速率达到最大,随后剪切速率迅速下降到零,浆料的粘度也会受到剪切速率很大的影响。一般来说,锂离子电池的浆料体系属于剪切变稀型的,从喷嘴转移到箔上的一瞬间浆料粘度达到最小,然后随着剪切速率下降到零,浆料的粘度开始恢复,而浆料粘度的恢复速度对于涂布效果有非常大的影响,如果恢复速度过慢,则浆料会向周边流动,影响涂布的准确性和均匀性。如果粘度恢复过快,则会导致电极表面出现划痕,影响电极的效果,因此通过流变仪为浆料寻找合适的粘度恢复速率对于指导电极生产和浆料匀浆具有重要的意义。
  这仅仅是流变仪在锂离子电池电极生产中应用的一个小的实例,可以说流变仪是现代锂离子电池生产所必不可缺的重要检测设备,对于指导锂离子电池生产具有重要的意义。