一、漿料制備設備
漿料制備是將活性物質、導電劑、粘結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鍵步驟。
真空攪拌機
功能:通過攪拌槳的高速旋轉和剪切作用,使固體顆粒(如正極的三元材料、磷酸鐵鋰;負極的石墨)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:多采用雙行星攪拌結構(公轉 + 自轉),攪拌均勻性高,真空度可達 - 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 / 球磨機
功能:進一步細化漿料中的顆粒,降低粒徑分布(如將正極材料顆粒研磨至 D50≤5μm),提升活性物質的反應面積和漿料穩(wěn)定性。
特點:砂磨機采用高速旋轉的研磨介質(如氧化鋯珠)碰撞剪切顆粒,效率傳統(tǒng)球磨機,適合大規(guī)模生產。
料液輸送與過濾設備
包括螺桿泵、隔膜泵(輸送漿料)和精密過濾器(過濾雜質,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。
三、主要類型及特點
根據粉碎腔結構和氣流運動方式,氣流粉碎機可分為以下常見類型:
類型 結構特點 優(yōu)勢 適用場景
扁平式氣流粉碎機 粉碎腔為扁平圓形,噴嘴沿圓周切線方向布置,形成旋轉氣流。 結構簡單、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 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)運動,多次碰撞粉碎。 粉碎,產品粒度分布窄 硬度較高物料(如碳化硅、剛玉)
靶式氣流粉碎機 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,可獲得更細粒度(達亞微米級) 醫(yī)藥、食品等純度要求高的領域
流化床式氣流粉碎機 物料在粉碎腔內呈流態(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、應用領域
鋰電池材料:粉碎正極材料(三元材料、磷酸鐵鋰)和負極材料(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,改善產品活性和穩(wěn)定性。
礦業(yè):超細粉碎高嶺土、滑石等非金屬礦,用于涂料、塑料等領域。
食品行業(yè):粉碎香料、保健品原料,保留營養(yǎng)成分且口感細膩。
研磨:立式結構使研磨介質分布更均勻,物料與介質接觸充分,單位時間內研磨效果優(yōu)于部分臥式設備,尤其適合超細粉碎(可將物料研磨至微米級甚至亞微米級)。
粒度可控性強:通過調節(jié)分級裝置參數(如轉速、篩網孔徑)或研磨時間,可控制出料粒度,產品粒度分布窄。
占地面積?。毫⑹皆O計大幅節(jié)省空間,尤其適合生產線布局緊湊的場景。
操作靈活:可通過調整給料量、研磨介質填充率、主軸轉速等參數,適應不同物料的研磨需求。
污染風險較低:采用耐磨襯板和惰性研磨介質(如陶瓷球)時,可減少物料污染,適合對純度要求較高的領域(如鋰電池材料、醫(yī)藥等)。
應用領域
新能源材料:用于鋰電池正極材料(如三元材料、磷酸鐵鋰)、負極材料(如石墨)的超細研磨,控制顆粒粒徑以提升電池性能。
礦產加工:對金屬礦(如銅礦、鐵礦)、非金屬礦(如高嶺土、滑石)進行細磨,為后續(xù)選礦或深加工提供合格原料。
化工行業(yè):研磨顏料、染料、催化劑等化工原料,提高其分散性和反應活性。
建材行業(yè):用于水泥、陶瓷原料的超細粉碎,改善產品強度和致密度。
醫(yī)藥與食品:在符合衛(wèi)生標準的前提下,可用于藥用輔料、食品添加劑的精細研磨(需選用食品級材質)。
與其他研磨設備的對比(以鋰電池材料研磨為例)
設備類型 優(yōu)勢場景 局限性
立式球磨機 超細研磨(微米級)、粒度分布窄 能耗較高,處理量中等
氣流粉碎機 超精細研磨(亞微米級)、污染極低 能耗高,適合小批量需求
臥式球磨機 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研磨環(huán)節(jié),立式球磨機憑借的超細粉碎能力和較好的粒度控制,常作為核心設備之一,與氣流粉碎機等配合完成從粗顆粒到目標粒徑的加工流程。