中國粉體網(wǎng)訊 隨著新建產(chǎn)能的陸續(xù)完工投產(chǎn),近年來,以三元鋰材料為正極的動力電池已經(jīng)大范圍取代了過去以磷酸鐵鋰為正極的動力電池。
三元材料生產(chǎn)的三大主要環(huán)節(jié)是混料磨料、高溫?zé)Y(jié)、粉碎分解,每個環(huán)節(jié)的控制以及設(shè)備的性能都會對最終產(chǎn)品產(chǎn)生直接或間接的影響。其中分級、篩選和包裝是三元材料的最后環(huán)節(jié),我們來了解下這些環(huán)節(jié)。
分級
三元材料粒度分布會影響材料的比表面積、壓實密度、極片加工性能及電池的電性能。而粉碎設(shè)備只能控制材料的粒徑,卻不能控制材料的粒度分布,若要控制材料的粒度分布,就要用到分級設(shè)備。三元材料的分級一般在氣流粉碎機(jī)之后加上氣流分級裝置,直接對粉碎后的產(chǎn)品進(jìn)行分級。
根據(jù)三元材料的粒度分布要求,可選擇不同的氣流分級機(jī)和分級工藝。
從粒度分布圖中可以看出,分級后產(chǎn)品的粒度分布比分級前產(chǎn)品的粒度分布窄了很多,從粒度分布圖中可以看出,一些粒徑很小的顆粒已經(jīng)被分離出去了。
篩分
為了避免材料中含有異物或粗大顆粒,還需對三元材料進(jìn)行篩分。三元材料的Dmax至少小于50μm,但有時會出現(xiàn)Dmax超標(biāo)的情況。如圖所示。
選擇合適目數(shù)的篩網(wǎng)可以控制材料的Dmax。從表中可以看出,三元材料需要選擇300目或400目的篩網(wǎng)。
常見的篩分機(jī)有固定格篩、圓筒篩、振動篩等,三元材料常用的篩分機(jī)是振動篩。振動篩是工業(yè)上使用最廣泛的篩子,它利用篩網(wǎng)的振動來進(jìn)行篩分。篩網(wǎng)振動的次數(shù)為900~3000次·min-1。振幅的范圍在0.5~12mm,振幅越小,振動次數(shù)越多。篩子的傾斜角在0~40度之間。
振動篩篩分效率高,一般是80%~95%;篩分原料粒度的范圍大,從大于250mm到0.1mm或0.01mm;單位面積產(chǎn)量大;易于調(diào)整,篩孔較少堵塞。這種篩子需要專門的傳動設(shè)備且消耗動力。
將超聲波控制器與振動篩有機(jī)結(jié)合在一起即超聲波振動篩,在篩網(wǎng)上面疊加一個高頻率低振幅的超聲振動波,粉體接受巨大的超聲加速度,使篩面上的物料始終保持懸浮狀態(tài),從而抑制黏附、摩擦、平降、楔入等堵網(wǎng)因素,性能較振動篩更為優(yōu)異。
超聲波振動篩的特點有:具備自潔功能,網(wǎng)孔不易堵塞;無須添加彈跳球等防堵網(wǎng)裝置,防止造成污染,使篩網(wǎng)壽命延長;篩分精度很高,適用于40~635目,尤其是篩分100目以下的顆粒。
對于振動篩的整個工作而言,最主要的部件是篩網(wǎng)、電機(jī)和軸承。在三元材料的使用中,篩網(wǎng)的選擇很關(guān)鍵。因為三元材料的制程過程應(yīng)避免帶入鐵雜質(zhì)或者其他金屬,所以篩網(wǎng)的材質(zhì)需要選擇非金屬材質(zhì),且要耐堿腐蝕。
包裝
三元材料包裝一般采用真空包裝或真空后再充入惰性氣體。
真空包裝機(jī)品種較多,通常分為機(jī)械擠壓式、插管式、室式輸送帶式、旋轉(zhuǎn)臺式和熱成型式等。下面簡單介紹一下機(jī)械擠壓式真空包裝機(jī)、插管式真空包裝機(jī)和室式真空包裝機(jī)。
機(jī)械擠壓式真空包裝原理是:包裝袋充填結(jié)束后,在其兩側(cè)用海綿等彈性物品將袋內(nèi)的空氣排除,然后進(jìn)行封口。這種方法最簡單,但真空度低,用于真空度要求不高的場合。
插管式真空包裝機(jī)最大的特點是沒有真空室,操作時將包裝袋套在吸管上,直接對塑料袋抽氣或抽氣——充氣。此機(jī)型省去真空室后結(jié)構(gòu)大大簡化,體積小,重量輕,造價低,故障率低;生產(chǎn)效率高,平均比室內(nèi)真空包裝機(jī)高2~3倍;缺點是產(chǎn)品真空度低于室內(nèi)真空包裝機(jī)。
室內(nèi)真空包裝機(jī)的形式有臺式、單室式和雙室式,其基本結(jié)構(gòu)相同,由真空室、真空/充氣系統(tǒng)和熱封裝置組成。真空/充氣系統(tǒng)由一組電磁閥和真空泵組成,通過控制器控制各閥啟閉,自動完成抽真空—充氣—熱封的操作或真空—熱封操作。
室式真空包裝機(jī)的特點是:結(jié)構(gòu)緊湊,外形美觀,安裝方便;真空度較高;需人工放袋、取袋,因此生產(chǎn)率不是很高,其中臺式及單室較低,雙室要略高。
真空包裝機(jī)品種繁多,在選擇真空包裝機(jī)時,由于各個用戶包裝尺寸不盡一樣,真空包裝技術(shù)等級要求不同,工作效率的要求不同,應(yīng)根據(jù)用戶自己產(chǎn)品的特點、包裝袋尺寸的大小等。用戶確定機(jī)型的依據(jù)除了包裝機(jī)的封口長度,雙排間距。真空室最大可利用的高度等,還應(yīng)考慮下列因素:
包裝速度:出于提高生產(chǎn)效率的考慮,可選用雙室或多室的真空包裝機(jī),以提高整個生產(chǎn)的進(jìn)度。
真空泵:是真空包裝機(jī)中最主要的部件,真空泵的好壞直接影響著真空包裝機(jī)的包裝效果。
包裝機(jī)材質(zhì):現(xiàn)在有噴漆的冷板機(jī)柜和不銹鋼機(jī)柜,真空機(jī)包裝機(jī)上用得最好的是304不銹鋼。
真空度:真空包裝使用的包裝材料是塑料復(fù)合薄膜或塑料鋁箔復(fù)合薄膜,如滌綸/聚乙烯、滌綸/聚丙烯、尼龍/聚乙烯等等。