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
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(jié)構(gòu)(公轉(zhuǎn) + 自轉(zhuǎn)),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(zhì)的反應(yīng)面積和漿料穩(wěn)定性。
特點:砂磨機采用高速旋轉(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,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。
三、輥壓設(shè)備
對涂布后的極片進行碾壓,提高活性物質(zhì)的堆積密度,減少孔隙率,增強涂層與集流體的結(jié)合力。
輥壓機
結(jié)構(gòu):由兩個高強度合金輥(表面鍍鉻或碳化鎢,硬度≥HRC60)組成,通過液壓系統(tǒng)施加壓力(通常 50-300MPa)。
功能:控制極片厚度(精度 ±1μm),如正極輥壓后厚度可降至涂布厚度的 60%-80%,負極降至 50%-70%,同時確保涂層無脫落、集流體無損傷。
類型:單機架輥壓機(適合中小規(guī)模)、多機架連續(xù)輥壓機(大規(guī)模生產(chǎn),效率更高)。
四、分切設(shè)備
將輥壓后的寬幅極片(通常 1-2 米)分切成符合電池尺寸的窄條(如寬度 30-200mm)。
分切機
核心部件:圓刀或激光切割系統(tǒng)。
圓刀分切:通過上下圓刀的剪切作用分切,適合大多數(shù)極片,速度可達 200-400m/min,需控制刀隙(≤0.01mm)避免毛刺(毛刺高度需≤5μm,防止電池短路)。
激光分切:無機械接觸,適合高硬度極片(如磷酸鐵鋰),毛刺少,但設(shè)備成本高,效率略低。
輔助功能:糾偏系統(tǒng)(確保分切邊緣整齊)、除塵裝置(去除分切產(chǎn)生的粉末)。
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),將正負極片與隔膜組合成電芯。
疊片機
功能:將分切后的正負極片與隔膜交替疊合(如 “正極 - 隔膜 - 負極 - 隔膜”),形成疊片電芯,適用于方形和軟包電池。
特點:采用視覺定位(精度 ±0.05mm)和機械手抓取,疊片效率可達 30-60 片 / 分鐘,電芯厚度一致性好,但速度低于卷繞機。
卷繞機
功能:將正極片、隔膜、負極片以連續(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),確保極片對齊(偏差≤0.1mm),避免隔膜褶皺,卷繞速度可達 10-30 米 / 分鐘,適合大規(guī)模生產(chǎn)。
三、主要類型及特點
根據(jù)粉碎腔結(jié)構(gòu)和氣流運動方式,氣流粉碎機可分為以下常見類型:
類型 結(jié)構(gòu)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(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 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(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 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(lǐng)域
流化床式氣流粉碎機 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)
四、核心優(yōu)勢
粉碎粒度細且均勻:可將物料粉碎至 1-10μm(甚至亞微米級),粒度分布窄(D97 可控制在 5μm 以下),滿足超細粉體需求。
純度高:粉碎過程中物料僅與氣體和耐磨內(nèi)襯(如陶瓷、碳化鎢)接觸,無機械刀具磨損污染,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(氮氣)作為介質(zhì),杜絕火花風(fēng)險;
高硬度物料(如金剛石、碳化硅):高速氣流動能足以克服物料強度。
自動化程度高:可通過調(diào)節(jié)氣流壓力、分級輪轉(zhuǎn)速等參數(shù)控制粒度,實現(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)成分且口感細膩。
對輥破碎機,又叫做雙輥式破碎機,是一種常用的礦山機械,主要用于礦石等物料的破碎。以下是關(guān)于對輥破碎機的詳細介紹:
工作原理
對輥破碎機主要利用擠壓來粉碎物料。啟動破碎機后,兩輥輪作相向旋轉(zhuǎn),形成 “V” 型破碎腔,物料從料斗定量給入破碎機,切向進入兩輥中間,由于輥輪調(diào)整的中間縫隙較小,且系統(tǒng)強度遠大于物料,擠在兩輥中間的物料會隨著對輥的旋轉(zhuǎn),被壓力擠碎成很小的粒度,然后隨著輥輪的旋轉(zhuǎn)方向進入機器的底部,從有斜度的料槽流出機器,完成整個破碎過程。
結(jié)構(gòu)組成
機架:由型鋼焊接而成,主要起支撐作用,所有部件都安裝在機架上。
機體:由的鑄鐵鑄造而成,為上下分體結(jié)構(gòu),并鑄成封閉式箱體形式,輥輪安裝在箱體內(nèi),機蓋兩側(cè)通常安裝有耐磨襯板,以防止機體磨損。
輥輪:是對輥破執(zhí)行破碎的主要部件,由 45# 鑄鋼澆鑄而成,鑲在主、附軸上。輥面可分為光面、齒面或槽面,光面輥子多處理較硬的物料,非光滑輥面則常用于破碎像煤一類的脆性物料。
工作原理
立式球磨機通過電機驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn),主軸帶動筒體內(nèi)的研磨介質(zhì)(如鋼球、陶瓷球等)做高頻旋擺和沖擊運動。物料從頂部進料口進入研磨腔,在研磨介質(zhì)的撞擊、擠壓和剪切作用下被粉碎細化,同時在氣流或重力作用下,合格粒度的物料通過分級裝置(如內(nèi)置篩網(wǎng)或外置分離器)排出,粗顆粒則留在研磨腔內(nèi)繼續(xù)研磨,形成 “研磨 - 分級 - 循環(huán)” 的連續(xù)作業(yè)流程。
結(jié)構(gòu)組成
機架:由高強度鋼材焊接而成,支撐整個設(shè)備的重量,運行穩(wěn)定性。
驅(qū)動系統(tǒng):包括電機、減速機、聯(lián)軸器等,為設(shè)備提供動力,通過主軸將動力傳遞至研磨部件。
研磨腔:核心工作區(qū)域,多為立式圓筒結(jié)構(gòu),內(nèi)壁通常裝有耐磨襯板(如高鉻鑄鐵、陶瓷等),減少磨損并延長使用壽命。
研磨介質(zhì):根據(jù)物料特性選擇材質(zhì)和規(guī)格(如鋼球、氧化鋁球、氧化鋯球等),是直接作用于物料的研磨部件。
主軸與攪拌裝置:主軸垂直安裝在研磨腔中心,下端連接攪拌臂或攪拌槳,通過高速旋轉(zhuǎn)帶動研磨介質(zhì)運動,增強研磨效果。
分級裝置:控制出料粒度的關(guān)鍵部件,常見的有內(nèi)置篩網(wǎng)、渦輪分級機等,確保只有達到目標粒度的物料排出。
進料與出料系統(tǒng):進料口通常位于頂部,通過螺旋給料機等裝置定量給料;出料口與分級裝置配合,將合格物料導(dǎo)出。
性能特點
應(yīng)用領(lǐng)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(chǎn)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(yīng)活性。
建材行業(yè):用于水泥、陶瓷原料的超細粉碎,改善產(chǎn)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(zhì))。
與其他研磨設(shè)備的對比(以鋰電池材料研磨為例)
設(shè)備類型 優(yōu)勢場景 局限性