一、漿料制備設(shè)備
漿料制備是將活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等原料按比例混合,形成均勻的電極漿料,是影響電池性能的關(guān)鍵步驟。
真空攪拌機(jī)
功能:通過攪拌槳的高速旋轉(zhuǎn)和剪切作用,使固體顆粒(如正極的三元材料、磷酸鐵鋰;負(fù)極的石墨)充分分散在溶劑中,同時抽真空去除漿料中的氣泡,避免涂布后出現(xiàn)針孔、缺料等缺陷。
特點(diǎn):多采用雙行星攪拌結(jié)構(gòu)(公轉(zhuǎn) + 自轉(zhuǎn)),攪拌均勻性高,真空度可達(dá) - 0.095MPa 以上,適用于高粘度漿料(粘度范圍通常在 1000-10000mPa?s)。
砂磨機(jī) / 球磨機(jī)
功能:進(jìn)一步細(xì)化漿料中的顆粒,降低粒徑分布(如將正極材料顆粒研磨至 D50≤5μm),提升活性物質(zhì)的反應(yīng)面積和漿料穩(wěn)定性。
特點(diǎn):砂磨機(jī)采用高速旋轉(zhuǎn)的研磨介質(zhì)(如氧化鋯珠)碰撞剪切顆粒,效率傳統(tǒng)球磨機(jī),適合大規(guī)模生產(chǎn)。
料液輸送與過濾設(shè)備
包括螺桿泵、隔膜泵(輸送漿料)和精密過濾器(過濾雜質(zhì),精度通常為 20-50μm),確保漿料潔凈度,避免后續(xù)工序劃傷極片。
二、涂布設(shè)備
將制備好的漿料均勻涂覆在金屬集流體(正極用鋁箔,負(fù)極用銅箔)表面,形成連續(xù)的電極涂層。
涂布機(jī)
核心功能:通過涂布頭將漿料轉(zhuǎn)移到集流體上,控制涂層厚度(通常正極涂層厚度 50-200μm,負(fù)極 30-150μm)和面密度(影響電池容量)。
常見類型:
逗號刮刀涂布機(jī):適用于中高粘度漿料,涂層均勻性好,精度可達(dá) ±2μm。
狹縫擠壓涂布機(jī):通過精密流道將漿料擠出,適合高固含量(60%-70%)漿料,涂布速度快(可達(dá) 100-300m/min),是主流設(shè)備。
輔助系統(tǒng):包括放卷(集流體開卷)、張力控制(防止箔材褶皺)、干燥系統(tǒng)(熱風(fēng)或紅外干燥,去除溶劑,溫度分段控制,避免涂層開裂)、收卷(涂好的極片收卷)。
二、結(jié)構(gòu)組成
典型的氣流粉碎機(jī)由以下核心部件組成:
氣源系統(tǒng):提供高壓氣體(如空氣壓縮機(jī)、儲氣罐、干燥凈化裝置),氣體需去除水分、油污和雜質(zhì),避免污染物料。
進(jìn)料系統(tǒng):通過螺旋喂料器或文丘里噴射器將物料定量送入粉碎腔,確保進(jìn)料均勻穩(wěn)定。
粉碎腔:核心工作區(qū)域,內(nèi)置噴嘴(將高壓氣體轉(zhuǎn)化為高速射流)和粉碎室(提供碰撞空間),噴嘴布局直接影響粉碎效率。
分級系統(tǒng):通常為渦輪式分級輪,通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制產(chǎn)品粒度(轉(zhuǎn)速越高,分級粒度越細(xì)),實(shí)現(xiàn)分級。
收集系統(tǒng):采用旋風(fēng)分離器、袋式過濾器等分離并收集成品,尾氣經(jīng)凈化后排放。
三、主要類型及特點(diǎn)
根據(jù)粉碎腔結(jié)構(gòu)和氣流運(yùn)動方式,氣流粉碎機(jī)可分為以下常見類型:
類型 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 優(yōu)勢 適用場景
扁平式氣流粉碎機(jī) 粉碎腔為扁平圓形,噴嘴沿圓周切線方向布置,形成旋轉(zhuǎn)氣流。 結(jié)構(gòu)簡單、成本低,處理量大 中等硬度物料(如礦石、化工原料)
循環(huán)式氣流粉碎機(jī) 粉碎腔呈環(huán)形,物料在高速氣流帶動下沿環(huán)形腔循環(huán)運(yùn)動,多次碰撞粉碎。 粉碎,產(chǎn)品粒度分布窄 硬度較高物料(如碳化硅、剛玉)
靶式氣流粉碎機(jī) 高速氣流帶動物料沖擊固定靶板(金屬或陶瓷靶),通過 “顆粒 - 靶板” 碰撞粉碎。 適合脆性物料,可獲得更細(xì)粒度(達(dá)亞微米級) 醫(yī)藥、食品等純度要求高的領(lǐng)域
流化床式氣流粉碎機(jī) 物料在粉碎腔內(nèi)呈流態(tài)化狀態(tài),通過多噴嘴噴出的氣流相互沖擊、碰撞。 能耗低、污染小,粒度調(diào)節(jié)范圍廣(1-100μm) 熱敏性、易燃易爆物料(如鋰電池材料、炸藥)
五、應(yīng)用領(lǐng)域
鋰電池材料:粉碎正極材料(三元材料、磷酸鐵鋰)和負(fù)極材料(石墨、硅基材料),提升顆粒分散性和比表面積,優(yōu)化電池性能。
醫(yī)藥行業(yè):粉碎抗生素、中藥粉體,提高藥物溶出度和生物利用度。
化工與新材料:制備顏料、催化劑、納米粉體等,改善產(chǎn)品活性和穩(wěn)定性。
礦業(yè):超細(xì)粉碎高嶺土、滑石等非金屬礦,用于涂料、塑料等領(lǐng)域。
食品行業(yè):粉碎香料、保健品原料,保留營養(yǎng)成分且口感細(xì)膩。
機(jī)器設(shè)備 對輥破碎機(jī)
驅(qū)動裝置:由電動機(jī)、主被動皮帶輪、三角皮帶、鏈輪和鏈條等組成,電動機(jī)通過三角皮帶將動力傳遞給輥輪支撐軸承旋轉(zhuǎn),主、附輥軸則由鏈輪和鏈條帶動,作反向旋轉(zhuǎn)。
壓緊裝置:一般采用彈簧或液壓裝置,用于提供輥輪之間的擠壓力,破碎效果。
調(diào)節(jié)裝置:兩輥輪之間裝有楔形或墊片調(diào)節(jié)裝置,楔形裝置的裝有調(diào)整螺栓,通過調(diào)整螺栓將楔塊向上拉或向下拉,可調(diào)節(jié)出料粒度大??;墊片裝置則是通過增減墊片的數(shù)量或厚薄來調(diào)節(jié)出料粒度。