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(guò)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(shí)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(guò)濾設(shè)備
包括螺桿泵、隔膜泵(輸送漿料)和精密過(guò)濾器(過(guò)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(guò)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(jiàn)類(lèi)型:
逗號(hào)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(guò)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(kāi)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(kāi)裂)、收卷(涂好的極片收卷)。
五、疊片 / 卷繞設(shè)備(極片組裝前的成型設(shè)備)
根據(jù)電池結(jié)構(gòu)(疊片式或卷繞式),將正負(fù)極片與隔膜組合成電芯。
疊片機(jī)
功能:將分切后的正負(fù)極片與隔膜交替疊合(如 “正極 - 隔膜 - 負(fù)極 - 隔膜”),形成疊片電芯,適用于方形和軟包電池。
特點(diǎn):采用視覺(jué)定位(精度 ±0.05mm)和機(jī)械手抓取,疊片效率可達(dá) 30-60 片 / 分鐘,電芯厚度一致性好,但速度低于卷繞機(jī)。
卷繞機(jī)
功能:將正極片、隔膜、負(fù)極片以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的方式卷成圓柱形或方形電芯(如圓柱電池 18650、21700)。
核心:卷針(控制卷繞張力)和導(dǎo)向系統(tǒng),確保極片對(duì)齊(偏差≤0.1mm),避免隔膜褶皺,卷繞速度可達(dá) 10-30 米 / 分鐘,適合大規(guī)模生產(chǎn)。
四、核心優(yōu)勢(shì)
粉碎粒度細(xì)且均勻:可將物料粉碎至 1-10μm(甚至亞微米級(jí)),粒度分布窄(D97 可控制在 5μm 以下),滿足超細(xì)粉體需求。
純度高:粉碎過(guò)程中物料僅與氣體和耐磨內(nèi)襯(如陶瓷、碳化鎢)接觸,無(wú)機(jī)械刀具磨損污染,適合高純度物料(如醫(yī)藥原料、電子材料)。
適合特殊物料:
熱敏性物料(如食品、藥品):低溫氣流(如冷空氣)可避免物料受熱變質(zhì);
易燃易爆物料:采用惰性氣體(氮?dú)猓┳鳛榻橘|(zhì),杜絕火花風(fēng)險(xiǎn);
高硬度物料(如金剛石、碳化硅):高速氣流動(dòng)能足以克服物料強(qiáng)度。
自動(dòng)化程度高:可通過(guò)調(diào)節(jié)氣流壓力、分級(jí)輪轉(zhuǎn)速等參數(shù)控制粒度,實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。
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(yíng)養(yǎng)成分且口感細(xì)膩。
六、局限性
能耗較高:壓縮氣體需消耗大量能量,運(yùn)行成本傳統(tǒng)機(jī)械粉碎機(jī)。
對(duì)物料適應(yīng)性有限:粘性大、纖維狀物料易團(tuán)聚,不適合氣流粉碎。
設(shè)備成本較高:尤其是流化床式等機(jī)型,初期投資較大。
氣流粉碎機(jī)憑借超細(xì)粉碎能力和對(duì)特殊物料的適應(yīng)性,成為現(xiàn)代粉體加工中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備,隨著新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其在鋰電池、新能源、制造等領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大。
機(jī)器設(shè)備 對(duì)輥破碎機(jī)
驅(qū)動(dòng)裝置:由電動(dòng)機(jī)、主被動(dòng)皮帶輪、三角皮帶、鏈輪和鏈條等組成,電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角皮帶將動(dòng)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(dòng),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(guò)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(guò)增減墊片的數(shù)量或厚薄來(lái)調(diào)節(jié)出料粒度。
性能特點(diǎn)
粒度均勻:通過(guò)兩輥之間的間隙控制和擠壓研磨作用,能夠使被破碎物料粒度均勻,過(guò)粉碎率低,產(chǎn)品質(zhì)量高。
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單:主要由機(jī)架、輥輪、驅(qū)動(dòng)裝置等基本部件組成,整體結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,操作和維護(hù)都比較方便。
立式球磨機(jī)是一種的研磨設(shè)備,廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)加工、化工、建材、新能源等領(lǐng)域,尤其在物料的超細(xì)研磨環(huán)節(jié)表現(xiàn)。以下是關(guān)于立式球磨機(jī)的詳細(xì)介紹:
立式球磨機(jī) 超細(xì)研磨(微米級(jí))、粒度分布窄 能耗較高,處理量中等
氣流粉碎機(jī) 超精細(xì)研磨(亞微米級(jí))、污染極低 能耗高,適合小批量需求
臥式球磨機(jī) 處理量大、適合粗磨或中磨 占地面積大,粒度分布較寬
在鋰電池正極材料的中細(xì)研磨環(huán)節(jié),立式球磨機(jī)憑借的超細(xì)粉碎能力和較好的粒度控制,常作為核心設(shè)備之一,與氣流粉碎機(jī)等配合完成從粗顆粒到目標(biāo)粒徑的加工流程。