眾金系列氣流粉碎分級設(shè)備在負(fù)極材料粒度分布合理性中的運用
粒度對負(fù)極材料的影響：
負(fù)極材料作為新能源汽車動力電池的核心材料之一，對新能源汽車的最終性能起著至關(guān)重要的作用。高性能負(fù)極材料的研究成為當(dāng)前鋰離子動力電池最為活躍的板塊之一?，F(xiàn)階段，商業(yè)化鋰離子電池負(fù)極材料以碳素材料為主，其比容量高(200~400mAh/g)，電極電位低，循環(huán)性能好（1000周以上），理化性能穩(wěn)定。
表1：碳負(fù)極材料主要性能對比
負(fù)極材料的核心指標(biāo)有：粒度、比表面積、振實密度、真密度、灰分、pH值。其中粒度又會影響比表面積和振實密度，從而影響電池的加工工藝和倍率性能。石墨材料具有高比容量（理論372mAh/g，可逆比容量可以達到360mAh/g）、低而且平坦的放電平臺（0.2~0V）、優(yōu)良的循環(huán)性能（可以循環(huán)一千次以上），是鋰離子二次電池常用的的負(fù)極材料之一。石墨材料的顆粒大小對電極比表面積和邊緣原子的比例有很大影響，從而影響石墨負(fù)極材料的電池的制漿工藝、體積能量密度及首次充電時的不可逆比容量等。
下面我們就來說說使用什么樣的設(shè)備才能更好的控制負(fù)極材料的粒度分布：
推薦設(shè)備：眾金系列氣流粉碎分級設(shè)備 ZJ-QLM 粒度（0.2-200um）可調(diào)
流化床氣流粉碎機
工作原理：
ZJ系列流化床超細超微粉碎機是利用多個相對布置的噴嘴形成高速氣流，再利用高速氣流將物料加速至超音速使其在噴嘴的交匯處互相碰撞，達到超細粉碎的目的。被粉碎物料隨上升氣流進入分級機分級室，由于分級轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，粒子既受到分級轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力，又受到氣流粘性作用產(chǎn)生的向心力，當(dāng)粒子受到的離心力大于向心力，即分級粒徑以上的粗粒子返回粉碎室繼續(xù)沖擊粉碎，細粒子隨氣流進旋風(fēng)分離器、捕集器收集，氣體由引風(fēng)機排出。
ZJ系列流化床氣流粉碎機是傳統(tǒng)流化床式氣流粉碎機、對噴式氣流粉碎機、水平式氣流粉碎機及其它類型氣流粉碎機的更新?lián)Q代產(chǎn)品，設(shè)備主要由粉碎主機、高精渦流分級機、旋風(fēng)收集器、布袋除塵器、空氣壓縮機等組成；噴流能的充分利用是該機的最大特點。
設(shè)備特點：
l 綠色環(huán)保：低溫?zé)o介質(zhì)粉碎，保證了產(chǎn)品的高純度和物理特性。設(shè)備在負(fù)壓狀態(tài)下運行無粉塵污染。
l 高效率：噴流能的充分利用，比傳統(tǒng)氣流磨粉碎機提高30%的粉碎效率，分級精度更高。
l 設(shè)備磨損?。?/span>“流化床+立式分級機”的結(jié)構(gòu)可以高純、超窄地加工超微粉體，避免了“流化床+臥式分級機”分級部分的磨損，在相同材質(zhì)下設(shè)備易損件使用壽命是國際同類產(chǎn)品的20倍。
l 磨損極小，尤其適合高純度高硬度物料的超微粉碎。
l 產(chǎn)量高：生產(chǎn)粒度分布窄的產(chǎn)品時，成品率比傳統(tǒng)對噴式、流化床式氣流粉碎機提高1倍以上。
l 多用途：一機多用，可作為粉碎機也可作為分級機使用。粉碎粒度范圍廣，產(chǎn)品粒徑可在1-74um范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)。
l 智能化：設(shè)備可以實現(xiàn)全部自動控制，操作簡單，運行穩(wěn)定，生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)良。
l 設(shè)計合理：設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，粉碎主機內(nèi)無存料、無死角、易于拆洗、消毒、更換粉碎物料品種方便。
l 整個系統(tǒng)采用自動化控制，可實現(xiàn)一鍵式啟停，操作簡單方便與中控聯(lián)接可實現(xiàn)遠程控制。
工藝流程：
適用范圍：
該系列粉碎分級機以它獨特的工作原理可以干式、高純、低溫等加工各種物料的超細粉體，廣泛應(yīng)用于化工、礦業(yè)、磨料、電池材料、耐火材料、非金屬礦、冶金、建材、制藥、食品、農(nóng)藥、飼料、新材料、環(huán)保等行業(yè)和各種干粉類物料的超細粉碎、打散及顆粒整形。
典型物料：
碳化硅、石榴石、陶瓷剛玉、碳化硼、金剛石、碳化鎢、磷鐵；碳酸鈣、石英、硅藻土、氫鈣、膨潤土、滑石、云母、硅灰石、高純顏料、發(fā)光粉、手機電池粉；花粉、生長素、食品添加劑、抗生素類藥物、造影藥物、靈芝、珍珠粉；殺蟲劑、聚四氟乙烯等。
主要技術(shù)參數(shù)
設(shè)備型號 Model | 耗氣量 Air flow | 空氣壓力 air pressure | 最大入料粒度 Max feed Size | 成品細度 Product Size | 生產(chǎn)能力 Capacity | 裝機功率 Power |
ZJ-QLM50 | 1 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜1 mm | 0.2-200um | 0.2-5kg/h | 9.5kw |
ZJ-QLM100 | 3 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 5-20kg/h | 26kw |
ZJ-QLM200 | 6 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 20-90kg/h | 47kw |
ZJ-QLM300 | 10 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 30-150kg/h | 79kw |
ZJ-QLM400 | 20 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 60-600kg/h | 137kw |
ZJ-QLM600 | 40 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 100-900kg/h | 290kw |
應(yīng)用現(xiàn)場：
粒度對制漿工藝的影響
負(fù)極材料的粒度分布會直接影響電池的制漿工藝。在相同的體積填充份數(shù)情況下，材料的粒徑越大，粒度分布越寬，漿料的黏度就越小，這有利于提高固含量，減小涂布難度。
圖1：顆粒的粒徑以及分布寬度對漿料黏度的影響
粒度對體積能量密度的影響
負(fù)極材料的粒度分布較寬時，體系中的小顆粒能夠填充在大顆粒的空隙中，有助于增加極片的壓實密度，提高電池的體積能量密度。
粒度對不可逆容量的影響
對不同石墨樣品進行恒電流充放電測試和循環(huán)伏安測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，石墨顆粒越小，能夠與電解液接觸的比表面積越大，首次充放電過程中形成的SEI膜所消耗的電荷就越多，不可逆容量損失也就越大。
粒度對充放電性能的影響
實驗研究表明，石墨顆粒越小，嵌入時所需要克服的范德華力也就越小，嵌入越容易進行，而且顆粒越小，鋰離子嵌入和脫出的通道數(shù)量相對越多，越有利于快速達到完全嵌鋰狀態(tài)，在高速率的掃描條件下，電壓滯后程度就越小，即大電流充放電性能越好。
粒度對振實密度的影響
鋰電池負(fù)極材料用的石墨要求石墨微粉振實密度高，形貌為等積球形，形成產(chǎn)品的成品率高（成球率高）。球形度越高，振實密度越大，如接近1g/cm3或大于1g/cm3，產(chǎn)品更好。粒度分布越合理（大小有序結(jié)合），振實密度會越大。
負(fù)極材料對粒度的要求
綜上可以看出，負(fù)極材料的粒度過大或過小都會對電池的最終性能產(chǎn)生一定的不良影響，所以要從中取一個平衡，另外粒度的分布也是影響電池性能的重要因素。下表是負(fù)極材料標(biāo)準(zhǔn)中的粒度要求。
表2：負(fù)極材料標(biāo)準(zhǔn)中的粒度要求
負(fù)極材料的粒度主要是由其制備方法決定的?？赏ㄟ^控制原料的種類、反應(yīng)時間、溫度和壓力等來調(diào)控粒徑。
當(dāng)前全球負(fù)極材料市場已趨于穩(wěn)定，需求量每年穩(wěn)步增長。但是成本價格上升、負(fù)極材料企業(yè)增多、行業(yè)競爭加劇等導(dǎo)致了行業(yè)整體利潤被進一步壓縮，預(yù)計在今后的幾年里全球負(fù)極材料產(chǎn)量增速會逐漸放緩，高端負(fù)極材料需求量會增加，所以對新材料、新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用將是行業(yè)突破瓶頸的關(guān)鍵。歡迎設(shè)備咨詢：13035677793。
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