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)
六、局限性
能耗較高:壓縮氣體需消耗大量能量,運行成本傳統(tǒng)機械粉碎機。
對物料適應(yīng)性有限:粘性大、纖維狀物料易團聚,不適合氣流粉碎。
設(shè)備成本較高:尤其是流化床式等機型,初期投資較大。
氣流粉碎機憑借超細粉碎能力和對特殊物料的適應(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)用將進一步擴大。
破碎比大:破碎比一般可達 5-8,能夠?qū)⑤^大粒度的物料破碎成較小粒度的產(chǎn)品,適用于中碎和細碎作業(yè)。
運行穩(wěn)定:設(shè)備運行平穩(wěn),噪聲低,工作可靠,能夠長時間連續(xù)工作,減少了因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷,提高了生產(chǎn)效率。
節(jié)能環(huán)保:對輥破碎機采用低轉(zhuǎn)速高壓力的工作原理,能耗較低,同時內(nèi)部裝有防塵板,密封性能好,粉塵少,工作環(huán)境得到較大改善。
所屬分類:設(shè)備回收/工廠設(shè)備回收
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