聚焦电池材料,叁星飞荣2024新款砂磨机有何玄机?

发布时间 | 2024-07-10 11:49 分类 | 行业要闻 点击量 | 129
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导读:叁星飞荣SP系列在新能源领域广泛积累了锂电、固态、钠电等领域先进电池和储能技术用途的关键材料制备和应用经验,与众多业内领先企业达成深度合作,值得信赖!

基于能量性质,新能源可划分为自然能(阳光、地热、水、风等)和化学能两类。自然能受间歇性、波动性和低能量密度等局限只能扮演辅助补充的角色,化学能则作为新能源发展主要方向在近些年来得以高速发展,并在当前形成以锂电为主力,钠电、固态电池等前沿技术和市场不断涌现和绽放的形势。

为满足新能源电池材料等高端纳米研磨市场升级提速需求,深圳市叁星飞荣机械有限公司(叁星飞荣)于近日推出2024新型立式砂磨机,延续了SP系列标志性的无机封、无筛网之外,转子采用全新凸销+涡轮结构设计,并且搭载了稀土永磁电机等先进配置。这些改良升级具体为电池材料纳米研磨带来哪些帮助,给立式砂磨机注入了哪些生命力呢?

一、电池材料纳米研磨

案例1 磷酸锰铁锂(LMFP)

业界为进一步改善能量密度,在磷酸铁锂的基础上添加锰元素而获得磷酸锰铁锂新型正极材料,与磷酸铁锂基本工艺路线相似,过去受限于其较低的导电性能与倍率性能,商业化进程缓慢,而随着碳包覆、纳米化等改性技术的进步,磷酸锰铁锂电池续航及安全性良好的优势越发明显,产业化进程开始加速。


如上所示,样品D50从之前的52.30μm变为0.223μm;D90从之前的90.30μm变为0.477μm。磷酸锰铁锂存在一些不足之处,包括压实密度低、高温溶锰等,其他还有带隙宽度降低,电子电导率和锂离子迁移率均较低,纳米研磨分散处理是重要的改善手段——大比表面积有利于颗粒与导电剂(如碳纳米管、石墨烯等)形成更好的复合结构即有效包覆,不仅能减少高温条件下的溶锰现象增强材料的整体导电性,还能部分弥补电子电导率的不足;纳米级颗粒也使电极材料的孔隙率降低,提高电极的整体密度和体积能量密度。

案例2 固态电池

固态电池采用固态电解质,替代了传统锂离子电池中的液态电解质,显著降低了泄漏、燃烧和爆炸的风险。安全性提升之外,固态电解质的高离子导电性和结构稳定性有助于提高体积能量密度,能够更好地适应电极材料在充放电过程中的体积变化,除了电动汽车,还在消费电子、储能系统和航空航天等领域的应用前景广阔,有望引领未来能源存储技术的发展。


锂镧钛氧(LLTO)和锂镧锆氧(LLZO)是固态电池中常用的固态电解质材料,与传统锂电材料近似,通过纳米分散处理可以提高这些材料的离子导电率、界面兼容性、机械强度和电化学性能,从而提升固态电池的整体性能和使用寿命。上述案例中同样实现了优异的颗粒细化和均质化,尤其LLZO样品在粒度小范围窄基础上仍实现了接近指数级的进一步细化和均质化,展现出优异的纳米级研磨能力。

案例3 钠电

锂资源的稀缺性导致锂电行业成本居高不下,在此背景下钠电以其资源丰富和低廉成本得以受到重视并蓬勃发展。层状过渡金属氧化物(如铁镍锰酸钠)是钠电正极材料的重要分类,生产工艺与三元材料类型相同,经过简单的改进便可用于生产,工艺成熟度相对较高,为锂电向钠电的转型提供了硬件支撑。


铁镍锰酸钠具有高比容量、电化学稳定性和低成本(铁、镍、锰等丰富易得)的优点,但也有结构不稳定,表面副反应较多,在空气中的稳定性不足的问题。纳米分散是该材料提升性能的重要手段,除了可以减少充放电过程中的体积变化和应力集中,还有利于通过对颗粒表面包覆来抑制电解液或空气与电极材料直接接触,通过掺杂复合来改善材料的整体结构和稳定性。

二、立式砂磨机改良升级

SP系列砂磨机是纳米研磨在追求物料连续加工连续出料,大幅提高生产效率背景下开发的立式砂磨设备。立式砂磨机的加工物料在重力作用下自然流动,通过整个研磨区域,从底部进料口到顶部出料口的路径减少了死角和物料滞留,确保物料充分研磨;研磨介质在重力和离心力的共同作用下,可以更有效地进行动能传递,增强研磨效果,同时也减少了无效能量消耗。有相关研究数据显示,立式机的效率是相同容积棒销卧式机的2.5倍,而且占地面积小,减少了电耗及人力成本投入

深圳叁星飞荣立式砂磨机(SP-100)

SP系列特点:

1、无机封:无泄漏、损坏、维修的困扰(也可根据客户密闭性要求在磨腔上端增加机封,但机封基本不与珠子接触,磨损概率极低)

2、无筛网:动态离心式料珠分离系统,无堵塞、无需清理筛网及筛珠

3、磨腔及构件材质可根据客户要求定制选择:氧化锆、聚氨酯、碳化硅氮化硅、合金钢等

4、细度可控,可使用0.1mm锆珠实现纳米级研磨

5、高效研磨:动力主要用在对大颗粒的有效研磨,有用功比例增大,效率大幅提升

6、分级分离、分级研磨功能:由于离心分离的作用,细颗粒及时排出磨腔,停留时间短,无过磨;而大颗粒未能排出,在磨腔内停留时间较长而被磨细,以致最终产品颗粒均匀,分布窄

2024新型SP系列砂磨机创新点:

1、转子采用凸销+涡轮的结构设计,能量密度高

凸销结构增加了研磨介质与物料的接触点和碰撞次数。物料在经过每个凸销时,都会受到多次冲击和剪切作用,从而提高研磨效率;涡轮结构可以进一步加速物料和介质的流动,增加物料在研磨腔内的滞留时间和循环次数,从而确保物料被充分研磨。

这套组合不仅使得转子能够在较短时间内传递更多的动能到研磨介质和物料上,也使得能量在整个研磨腔内更加均匀地分布,提高研磨的均匀性,对于各种粘度和硬度的复杂物料体系的适应性也得到加强。

2、采用稀土永磁电机直驱,结构简单易操作,比三相异步电机节能20%以上

稀土永磁电机与传统电励磁同步电机的区别在于前者是以永磁体替代励磁绕组进行励磁。由于稀土永磁体的高磁能积和高矫顽力(特别是高内禀矫顽力),使得稀土永磁电机具有结构简单、体积小、重量轻、效率高、功率因数高等优点。重要的是,稀土永磁电机无须皮带传动、变速箱、传动座等传动装置,可根据需要定制不同长度、不同直径的电机轴,直接驱动砂磨机的搅拌转子,减少了能耗。

小结

当今全球经济状况恶化,具体到更行业都遭遇重重挑战,“卷”相丛生。新能源产业也面临愈发紧张的同业竞争和资本跨界挤压的变数,上游电极材料企业相对电池终端企业更易受到外部冲击,增强竞争力的首选便是升级生产装备。

叁星飞荣SP系列在新能源领域广泛积累了锂电、固态、钠电等领域先进电池和储能技术用途的关键材料制备和应用经验,与众多业内领先企业达成深度合作,值得信赖!


粉体圈 郜白

作者:郜白

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