过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (6): 556-564.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224320
霍云婷1, 张忠1, 杜晓钟1,2*
Yunting HUO1, Zhong ZHANG1, Xiaozhong DU1,2*
摘要: 在锂电池浆料的制备过程中,均匀性差和粉末团聚等问题显著影响电池性能。本工作采用计算流体力学研究双行星螺杆式搅拌器的混合特性,考察了转速、转向、桨径比和螺距对锂电池浆料的流场分布、循环特性、剪切性能、浓度分布及单位体积混合能的影响。结果表明,反向搅拌模式下涡流中心明显偏高,展现出更强的流体循环特性。复杂的涡流与交错流动有效增强了剪切应力。尽管单位体积混合能与搅拌桨转速呈正相关,反向搅拌仍在降低能量耗散方面表现出优越性,与同向搅拌相比,在100~400 r/min范围内,反向搅拌的能量节省率可达21.7%~60.7%。在混合均匀性方面,低速下同向搅拌效果较好,高速下反向搅拌更为均匀。增大桨径比能有效提升流体的轴向和径向速度,增强剪切应力,但同时导致单位体积混合能上升,混合效率降低。螺距增大提升了轴向和径向速度,改善了混合均匀性,并降低了流动阻力,提高了混合效率。过大的桨径比和螺距会导致流动不均匀,影响固体颗粒的均匀分布。