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“能量焦虑”时代,硅碳负极材料的粉碎工序成关键
2019年01月08日 发布 分类:企业动态 点击量:264
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锂电时代,似乎大家都被一种叫“能量焦虑”的负能量所困扰,因此多年以来,全球各大厂商一直在积极寻找更好的提高电池能量密度的方法——正极材料方面,人们大多将目光投注于高镍三元材料;负极材料方面,业界则普遍将“突破”的希望放在了硅碳负极上。

 

 

硅碳负极材料的SEM图像

 

若您也曾参加过国内的各大锂电展会,便会发现大家对硅碳负极的期望确实极高。作为目前人类发现的比容量最高的锂离子电池负极材料,硅负极理论比容量高达4200mAh/g,虽然它在实际应用中有体积膨胀等先天不足,但若与石墨结合应用,通过控制碳材料中硅的含量、减小硅的体积到纳米级,或者通过改变石墨质地、形态等便可实现碳和硅的最佳匹配,减少硅膨胀带来的诸多问题。

 

另外,除了纯硅-碳材料组合外,氧化亚硅与碳的组合也是可行之道,甚至研究界认为氧化亚硅-碳复合材料的实际应用效果可能好于纯硅-碳复合材料。但不过无论是哪种硅材料,它们的粒子大小都需要减小到纳米级(普遍需控制在200-300nm)才可以减少膨胀影响,取得较为理想的电化学性能。因此若要实现硅碳负极的产业化,精细加工设备必不可少。

 

由于硅碳负极在比表面、粒径分布、杂质等关键指标技术壁垒都很高,目前有能力去稳定加工复合材料中的硅颗粒粒径至纳米级的粉碎设备并不多见,东莞市琅菱机械有限公司出品的NT-S系列双动力离心式纳米砂磨机恰在其列。

 

 

NT-S系列双动力离心式纳米砂磨机

 

“双动力”是指?

NT-S系列砂磨机所采用的双动力系统,意思是将物料研磨及物料分离的动力分离,两者独立运行。机器运行时大部分研磨球因分散器的离心力将锆球分布在研磨腔体外围和物体产生同向运动。少量的锆球和物料围绕分离器旋转,分离器在高速旋转对锆球产生离心力大于泵对腔体的锆球产生的压力将锆珠停留在研磨腔,同时分离器在高速旋转对物料产生离心力小于泵对腔体物料产生的压力将物料从分离器强制流出。

 

 

运行过程示意图

 

优势何在?

由于设备采用离心式分离,因此无需筛网,自然也解决了堵料的问题。最重要的是,NT-S系列双动力离心式纳米砂磨机可使用0.05mm以上的锆珠,研磨细度可达100纳米以下,是100纳米细度实施稳定量产为数不多的机器。

除此之外,NT-S系列砂磨机的分离结构采用了进口高分子材料,因此具备极佳的耐磨性和稳定性,配合棒销式高效研磨结构,整台设备在工作中表现得极其优异——研磨效率高、粒径分布狭窄、使用成本低。除了应用于硅碳负极材料外,出色的性能还使得NT-S系列砂磨机在粉碎氧化锆、钛酸钡、氧化铝、MLCC粉体等材料时同样得心应手,收获众多积极评价。

 

结语

虽说目前硅碳负极材料仍未实现大规模产业化,但是在环保需求的拉动下,这一天迟早会到来。未雨绸缪是每一家优秀企业的基本素质,待产业化进展取得新突破之时,在琅菱这些优秀设备企业的支持下,我国的硅碳负极材料产业必能得到迅速的发展,为环保工作做出贡献。

 

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