1. 电子浆料制备
1.1 纳米级分散技术
技术原理:
通过 转子-定子高速剪切结构(转速5000-15000 rpm),产生 10⁴ s⁻¹ 以上剪切速率,配合氧化锆/碳化硅研磨介质,对金属颗粒(银、铜、镍)进行物理破碎和分散。
动态分离技术:实时分离已分散的纳米颗粒(<100 nm)与未破碎团聚体,避免过度研磨导致的能量浪费。
应用案例:
光伏银浆:某TOPCon电池厂商使用擂溃机将银颗粒粒径从微米级降至80 nm,栅线电阻降低18%,电池转换效率提升0.5%。
MLCC电极浆料:日本某企业实现钯-银合金浆料分散均匀度(D90/D10)≤1.5,介质层厚度减薄至1μm,电容值提升30%。
1.2 低缺陷率控制
工艺优化:
真空脱泡系统:在浆料混合过程中集成真空环境(-0.1 MPa),消除气泡(残留气泡直径<10 μm)。
流变性能调控:通过调整剪切时间(5-30分钟),使浆料粘度稳定在2000-5000 mPa·s(25℃),适配高精度丝网印刷(线宽≤20 μm)。
1.3 多组分均质混合
配方兼容性:
同步处理 金属粉末(60-70wt%)、 环氧树脂(15-20wt%) 和 溶剂(丁基卡必醇),通过 多级分散腔体设计,避免密度差异导致的相分离。
案例:某企业制备低温固化银浆(固化温度150℃),粘结剂(丙烯酸树脂)与银粉混合均匀度达99.5%,附着力提升至5B(ASTM D3359标准)。
2. 导电油墨生产
2.1 导电结构保护
石墨烯/银复合油墨:
采用 层流剪切模式(剪切速率≤5000 s⁻¹),避免破坏石墨烯片层结构(缺陷密度<0.1%),电阻率低至 3×10⁻⁶ Ω·cm(传统球磨工艺为1×10⁻⁵ Ω·cm)。
应用:某柔性电路厂商实现油墨印刷线宽10 μm,弯折10万次后电阻变化率<5%。
2.2 粘度精准调控
温控-剪切协同:
温度控制精度±1℃,通过PID算法实时调节剪切速率(2000-8000 s⁻¹),使油墨粘度稳定在10-100 cP(喷墨打印)或500-2000 cP(凹版印刷)。
案例:某RFID标签企业优化油墨粘度至50 cP,印刷速度提升至50 m/min,图案边缘清晰度达±2 μm。
2.3 长期稳定性提升
抗沉降设计:
添加 纳米纤维素稳定剂(0.1-0.5wt%),配合擂溃机分散,使碳纳米管悬浮稳定性从7天延长至6个月(沉降率<1%)。
3. 二次电池材料加工
3.1 电极均质化
三维分散网络构建:
对硅碳复合材料(SiOx/C)与CNT导电剂进行 梯度剪切分散,使CNT均匀包覆硅颗粒表面,电极内阻从25 Ω·cm²降至8 Ω·cm²,库伦效率提升至92%。
3.2 固相反应优化
前驱体预处理:
在NCM811正极材料烧结前,通过擂溃机将LiOH·H2O与过渡金属氧化物(Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2)混合至D50=0.8 μm,烧结后晶粒尺寸分布(D90/D10)从2.0降至1.3,电池循环1000次容量保持率>85%。
3.3 固态电池界面优化
硫化物电解质分散:
对Li6PS5Cl电解质与PVDF-HFP粘结剂进行 低温(-10℃)剪切分散,避免硫化物分解,界面阻抗从2000 Ω·cm²降至500 Ω·cm²,离子电导率提升至1.2 mS/cm(25℃)。
4. 核心技术参数与验证数据
指标 | 参数范围 | 测试标准 |
最大剪切速率 | 15,000 s⁻¹ | ISO 2228:2016 |
温控精度 | ±1℃(-20℃至200℃) | IEC 60751 |
粒径控制能力(D90) | 50 nm-5 μm(可调) | ISO 13320(激光衍射法) |
批次处理量 | 0.1 L(实验室)-1000 L(产线) | 定制化验证 |
5. 行业价值量化
成本降低:替代化学包覆工艺,减少表面改性剂用量(节约成本约20%)。
效率提升:MLCC浆料生产周期从48小时缩短至8小时,产能提升6倍。
性能突破:全固态电池能量密度突破500 Wh/kg(实验室数据),较传统工艺提升40%。
通过以上细化分析可见,石川擂溃机以 物理分散技术为核心,通过 工艺-设备-材料协同创新,在电池电子行业实现了从纳米级材料加工到量产落地的全链条赋能。