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        東莞市瑯菱機械有限公司

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        一文看懂磷酸鐵鋰納米化優(yōu)勢 —— 瑯菱智能納米研磨之磷酸鐵鋰

        一文看懂磷酸鐵鋰納米化優(yōu)勢 —— 瑯菱智能納米研磨之磷酸鐵鋰
        瑯菱智能  2020-05-18  |  閱讀:3352

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        “眼看他起高樓,眼看他宴賓客,眼看他樓塌了

         

        在編寫本文開頭時,小編原本想回顧下這幾年來鋰電行業(yè)的發(fā)展,可一下子冒出《桃花扇》中的這幾句臺詞來,也別怪小編過于矯情,相信看過鋰電的繁華和無奈,圈里的人都會萌生些許唏噓來,原因也只有懂的人才會懂。

         

        技術(shù)始終站在至高無上的高度,

        不掌握核心科技,

        春天只會是遙遙無期。

         

        不過令人欣喜的是,沉寂快兩年的鋰電池板塊近期似乎又開始活躍了,小編采集到來自高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2019年我國新能源乘用車?yán)塾嬌a(chǎn)約102.4萬輛,同比增長2%(也有數(shù)據(jù)顯示增長達(dá)8%),動力電池裝機量約42.24GWh,同比增長28%。


        而在鋰電池及其下游行業(yè)快速發(fā)展的驅(qū)動下,2019年磷酸鐵鋰電池正極材料增長較為迅猛,占新能源整車制造成本大約30~40%


         

        今天和各位聊的就是在動力電池中倍受爭議的一大派系——磷酸鐵鋰。

         

        磷酸鐵鋰是動力電池中廣受關(guān)注的正極材料之一,其主要特點是成本低廉,循環(huán)壽命高,安全性非常好,穩(wěn)定性高,即便碰撞、穿刺也不會有自燃爆炸風(fēng)險,在電動汽車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。之所以倍受爭議,是相對動力電池中的一大派系三元材料而言。

         


        三元材料自從出道以來就鋒芒畢露,其電壓平臺很高,相同的體積或是重量下,三元鋰電池的能量、功率顯的更大,只是在安全方面就不如磷酸鐵鋰了。



        只是小編在一些媒體平臺上,經(jīng)常會看到有人非要將磷酸鐵鋰和三元材料分個高低不行,其實小編覺得這事挺簡單的,就像女孩子找男朋友一樣,想要速度和激情就找三元材料,而嫁人就嫁像磷酸鐵鋰這樣成熟穩(wěn)重又多金安全的男人,所以,不同的材料各有各的用途,沒必要相互傷害。


        磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)及其特性


        (高中以下學(xué)歷可直按略過此段落)

        準(zhǔn)確來說,磷酸鐵鋰應(yīng)該叫磷酸亞鐵鋰,業(yè)界習(xí)慣性稱為:磷酸鐵鋰,是一種無機化合物,其晶體結(jié)構(gòu)為橄欖石結(jié)構(gòu),如圖下圖所示:


        其中,FeO6八面體,PO4四面體。在充放電過程中,Li+ 的可逆嵌脫,對應(yīng)于Fe3+ /Fe2+的互相轉(zhuǎn)換,電壓平臺在3.45 Vvs.Li+/Li),且平臺較長。


        由于P-O鍵鍵能非常大,所以PO4四面體很穩(wěn)定,在充放電過程中起到結(jié)構(gòu)支撐作用,因此LiFePO4有很好的抗高溫和抗過充電性能,同時由于LiFePO4和完全脫鋰狀態(tài)下的FePO4的結(jié)構(gòu)很相近,所以LiFePO4循環(huán)性能也很好。


        Li+完全脫出時,體積減小6.81%,而密度增加了2.59%;經(jīng)過多次充放電后,橄欖石結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定,鐵原子仍處于八面體位置。


        但是,LiFePO4 的導(dǎo)電性并不是很好。


        磷酸鐵鋰充放電過程是在LiFePO4FePO4兩相之間進行的。


        充電時,

        Li+LiFePO4中脫離出來,

        Fe2+變成Fe3+,形成FePO4相;


        放電時,

        Li+嵌入FePO4中,

        Fe3+變成Fe2+,形成LiFePO4相。


        磷酸鐵鋰改性的主要方向包括:納米化、包覆和摻雜。


        由于磷酸鐵鋰材料鋰離子的擴散系數(shù)小,非納米LiFePO4的粒子大,限制了其大電流性能,因此必須進行納米化。


        納米化后磷酸鐵鋰性能優(yōu)勢


        因納米粒子的小尺寸效應(yīng),減小了鋰離子嵌入脫出深度和行程,保證大電流放電時容量不衰減。


        納米粒子高得比表面積,增大了反應(yīng)界面。


        納米粒子更多的晶粒邊界,提供了快速的離子擴散通道。


        大的比表面積和孔隙的形成能夠提供更多的擴散通道,保證電解液的充分浸泡和足夠的鋰離子。


        聚集的納米粒子的間隙,緩解鋰離子在嵌入和脫出時的應(yīng)力,提高循環(huán)壽命。


        LiFePO4顆粒的減小LiFePO4/FePO4兩相的不相混溶區(qū)也會變小,放電容量增大。

         



        當(dāng)然了,小編承認(rèn),鋪墊了這么多,終究還是只有一個目的,就是將瑯菱沉淀了近20年的超細(xì)分散、納米研磨技術(shù)更廣泛推廣出去。


        NT-V系列臥式高效棒銷式砂磨機


        該系列設(shè)備用于亞微米級、納米級材料分散與研磨。根據(jù)客戶要求可將物料研磨至D50100。


        砂磨機為棒銷式結(jié)構(gòu),可實現(xiàn)物料濕法研磨功能,具有性能穩(wěn)定、高效率、低能耗、低噪音、微顆徑可到100納米以下具有顆粒穩(wěn)定、粒徑分布窄等優(yōu)點。


        研磨筒體采用雙層夾套結(jié)構(gòu),外層膽體是冰水循環(huán),外筒體采用SUS304材質(zhì),內(nèi)筒體為碳化硅材質(zhì),碳化硅莫氏硬度達(dá)到9.1,略低于金鋼石,導(dǎo)熱性好,是不銹鋼的6倍,可快速帶走研磨腔內(nèi)的熱量;棒銷采用氧化鋯材質(zhì),耐磨性好、并確能保無金屬污染。


        獨特瑯菱技術(shù)機械密封,3年免維護的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn), 每年到國外進行技術(shù)交流,核心部件不惜成本,使用穩(wěn)定,故障率低,降低了故障停機率,減少了機器維護成本。


        傳動結(jié)構(gòu)采用鑄造軸承座、進口軸承、耐磨油封、不銹鋼傳動軸、皮帶輪、V型皮帶,采用進口軸承,設(shè)備設(shè)有加潤滑油口,可有效延長設(shè)備使用壽命,從而達(dá)到連續(xù)傳動的目的。


        砂磨機配有獨立的加鋯球裝置,便于添加鋯球,方便維護。


        獨特的出料結(jié)構(gòu)設(shè)計,篩網(wǎng)不變形,輕松更換篩網(wǎng)。


        其他品牌的對比優(yōu)勢


        棒銷結(jié)構(gòu)

        其它品牌瑯菱智能品牌
        研磨鋯珠的運動軌跡單一,會造成剪切力不均勻,降低研磨效率。

        研磨鋯珠的運動軌跡面積更大,運動的研磨鋯珠分布更均勻,產(chǎn)出的剪切力對物料的研磨更充分,大大提高研磨效率。

        研磨鋯珠單一的著力點加快了對內(nèi)桶的磨耗,大大縮短了內(nèi)桶的使用壽命。 研磨鋯珠運動軌跡面積增大對研磨內(nèi)桶的沖擊面積也相應(yīng)的擴大,減少了對研磨內(nèi)桶的磨耗,延長內(nèi)桶的使用壽命。

        優(yōu)質(zhì)選材

        其它品牌瑯菱智能品牌
        傳統(tǒng)配置的弊端是當(dāng)碳化硅內(nèi)桶出現(xiàn)破損時,冷卻水會直接與物料相結(jié)合,污染物料,嚴(yán)重的會造成物料直接報廢。

        通過特殊加工工藝對碳化硅內(nèi)桶進行更嚴(yán)密的保護,大大降低了碳化硅內(nèi)桶破損的風(fēng)險,規(guī)避了物料損失;保護鋁桶的導(dǎo)熱性能是不銹鋼的13倍,這樣可以更快的將研磨腔體內(nèi)的熱量帶走,使整機和物料的散熱性能更佳。

        出料方式

        其它品牌瑯菱智能品牌
        由于磷酸鐵鋰物料的特性,會造成堵料的情況比較嚴(yán)重。動態(tài)分離出料,在分離器內(nèi)利用馬赫式振波器高頻振波來分散物料,大大降低物料堵塞的機率。 

        溫度控制

        其它品牌瑯菱智能品牌
        桶體夾層散熱+出料冷卻+機封冷卻+軸心冷卻 

        在傳統(tǒng)的散熱系統(tǒng)里面增加恒溫設(shè)置,更好的確保物料屬性的穩(wěn)定性和起到保護機器的作用。


        最后,除了瑯菱的單機智能之外,其磷酸鐵鋰正極材料配料預(yù)混研磨系統(tǒng)生產(chǎn)線,包括自動投料、自動砂磨系統(tǒng),包括自動粉體投料、自動配料、自動分散、自動研磨、自動轉(zhuǎn)運、成品暫存、除鐵過濾等工序的智能化系統(tǒng),也廣泛應(yīng)用與各大企業(yè)之中。

         


        智能化系統(tǒng) 一站式解決方案



        磷酸鐵鋰的整線智能化系統(tǒng),使人工和自動化設(shè)備的相互配合,使生產(chǎn)設(shè)備相互之間完成周轉(zhuǎn)作業(yè),達(dá)到生產(chǎn)線連續(xù)性化生產(chǎn)的功能。

         


        另外,小編在此提醒各位同學(xué),對于磷酸鐵鋰正極材料而言,只是單純關(guān)注某一指標(biāo)意義不大,只有從物理和化學(xué)性能兩方面結(jié)合起來看才有意義。



        Maivern2000 
        瑯 菱 機 械 粒 徑 分 析 報 告
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        (報告一)



        (報告二)


        (報告三)


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