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硅碳負(fù)極、碳納米管“性能優(yōu)越”,，分散與研磨技術(shù)“日新月異”

派勒智能 2021-04-28 | 閱讀：3065

研究背景

過(guò)去200多年以來(lái),，技術(shù)進(jìn)步始終推動(dòng)電池向能量密度更高、成本更低的方向演進(jìn),。車用動(dòng)力電池總體經(jīng)歷了鎳氫/錳酸鋰/鈷酸鋰-磷酸鐵鋰-三元鋰電三個(gè)階段,，電池性能持續(xù)優(yōu)化，成本不斷下降,。特斯拉是全球電動(dòng)車龍頭,，致力于改變世界能源結(jié)構(gòu),，推動(dòng)世界向可再生能源轉(zhuǎn)變，其電池技術(shù)始終引領(lǐng)行業(yè),。

近兩年,，特斯拉相繼收購(gòu)了超級(jí)電容龍頭Maxwell和電池制造企業(yè)Hibar，這兩家公司可能助力特斯拉生產(chǎn)電池,；研發(fā)方面,，加拿大Dalhousie大學(xué)的Jeff Dahn團(tuán)隊(duì)為特斯拉的電池開發(fā)提供了支持，也正在與寧德時(shí)代合作開發(fā)新型電池,。

作為新型鋰離子電池負(fù)極材料,，硅碳負(fù)極對(duì)于提升電池能量密度能發(fā)揮比當(dāng)前石墨負(fù)極更顯著功效。硅碳負(fù)極的應(yīng)用,，可以提升電池中活性物質(zhì)含量,，從而大大提升單體電芯的容量。據(jù)預(yù)測(cè),，2020年硅碳負(fù)極材料市場(chǎng)空間50億左右,，同時(shí)市場(chǎng)集中度將非常高。

而電池是一個(gè)整體,，一個(gè)小小的變化往往牽一發(fā)而動(dòng)全身,。早期硅碳負(fù)極由于技術(shù)不夠成熟，距投放市場(chǎng)還有一段距離,，但經(jīng)過(guò)這二年分散與納米研磨技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)提升,，已解決負(fù)極材料制備前期的核心工藝技術(shù)。

硅碳負(fù)極的研磨分散設(shè)備

派勒智能自主研發(fā)能力強(qiáng),，每2年推出一代新產(chǎn)品,，通過(guò)產(chǎn)品迭代俅持自身競(jìng)爭(zhēng)力；此外 ,，派勒積極探索硅碳負(fù)極,、碳納米管在鋰電以外如導(dǎo)電塑料、芯片等其他市場(chǎng)的應(yīng)用,?？蛻絷P(guān)系上，派勒跟比亞迪,、天奈,、貝特瑞、隆泰豐博,、德方納米,、青島昊鑫、CATL等國(guó)內(nèi)領(lǐng)先鋰電生產(chǎn)企業(yè)合作緊密,，在新產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面建立了良好的合作關(guān)系,。

目前硅碳一般用納米硅,，需要在150nm以下。在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面主要是通過(guò)砂磨機(jī)達(dá)到納米級(jí)別的,，一般是兩部粉碎,，粗磨后再細(xì)磨，到150nm以下后再進(jìn)行下一步包覆過(guò)程,。同時(shí),，因?yàn)檫x用的硅原料的不同，需要的研磨過(guò)程和配套設(shè)備也因料而異,。作為鋰電材料納米分散&研磨設(shè)備及智能化產(chǎn)線整體解決方案服務(wù)商,，派勒智能擁有強(qiáng)大的創(chuàng)新研發(fā)能力，且掌握了分散與納米研磨相關(guān)核心技術(shù),，專門針對(duì)硅碳負(fù)極自主研發(fā)并升級(jí)了在線分散設(shè)備（InNovaZ? TRL-H 智能粉液混合研磨工作站）和納米研磨設(shè)備（MORPH KDP? 60H 榮耀·雙驅(qū)動(dòng)納米砂磨機(jī)）,，并采用全進(jìn)口雙端面機(jī)械密封，并通過(guò)冷媒對(duì)密封部分進(jìn)行冷卻,，把泄露概率降到低,，保證機(jī)器連續(xù)24小時(shí)不停機(jī)運(yùn)行，這兩款設(shè)備突破了傳統(tǒng)工藝的品質(zhì)瓶頸,，不但實(shí)現(xiàn)高效分散,、超細(xì)研磨，還提升了產(chǎn)品的品質(zhì),，降低了成本,，且兩款設(shè)備都具有獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，均已申請(qǐng)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利,。助力碳納米管,、硅碳負(fù)極、磷酸鐵鋰,、高鎳三元等鋰電正負(fù)極材料企業(yè)發(fā)展,。

硅碳負(fù)極的研磨分散工藝流程

硅碳負(fù)極固然好，但在正負(fù)極材料納米化的趨勢(shì)下,，對(duì)研磨機(jī)的性能是一個(gè)極大的挑戰(zhàn),。因?yàn)椴煌匿囯姴牧希谘心ミ^(guò)程中有著不同的表現(xiàn)：有的物料粘度隨細(xì)度的降低迅速增加,，甚至呈現(xiàn)觸變性；有的物料磨到一定細(xì)度時(shí)顆粒粒徑不再變化,，但單位比表面積還在增長(zhǎng),。

從硅原料到分散到納米硅，經(jīng)歷復(fù)合材料的分散再到細(xì)化篩分都會(huì)經(jīng)歷研磨過(guò)程,。其中會(huì)用到球磨機(jī),，砂磨機(jī)到等分散研磨設(shè)備,，當(dāng)然必不可少的會(huì)配上鋯珠等研磨介質(zhì)。

來(lái)源專利《一種高性能硅碳負(fù)極材料及其制備方法技術(shù)》

中德合資,，德國(guó)品質(zhì)+國(guó)民價(jià)格

隨著現(xiàn)代工業(yè)智能化,、綠色化生產(chǎn)、工業(yè)4.0以及物聯(lián)網(wǎng)的提出,，對(duì)于納米砂磨機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)提出了更高的要求,，同時(shí)為滿足超細(xì)粉碎行業(yè)“微細(xì)化、高純化”的要求,，砂磨機(jī)的發(fā)展更趨向高,、精、尖,。Cnpowder.com.cn網(wǎng)有統(tǒng)計(jì)過(guò)2020年納米砂磨機(jī)的供應(yīng)商和應(yīng)用領(lǐng)域等,，如下圖。其中在新能源,、新材料,、涂料與化工行業(yè)，以派勒智能,、耐馳機(jī)械的棒銷式納米砂磨機(jī)的市場(chǎng)正在逐步擴(kuò)大,。

Cnpowder.com.cn網(wǎng)有統(tǒng)計(jì)納米砂磨機(jī)的供應(yīng)商TOP 10

Cnpowder.com.cn網(wǎng)有統(tǒng)計(jì)納米砂磨機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域分布圖

派勒智能是由派勒科技集團(tuán)有限公司與德國(guó)LEIMIX GmbH強(qiáng)強(qiáng)合作成立于2007年9月，并于2015年12月成功股改,，并計(jì)劃申報(bào)科創(chuàng)板上市,。公司總部位于廣州，是一家專注于混合分散技術(shù),、均質(zhì)乳化技術(shù),、干法破碎技術(shù)、濕法研磨技術(shù),、納米顆粒制備工程技術(shù),、分離及分級(jí)技術(shù)、智能制造技術(shù),、電氣科技領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)開發(fā),、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、樣機(jī)制造,；從事高端裝備與智能制造產(chǎn)業(yè),、新能源和新材料成套生產(chǎn)線、在線式鋰電池漿料(LIB) 成套生產(chǎn)線,、數(shù)字化和智能化工廠柔性生產(chǎn)線(FMS) 的咨詢,、研發(fā)、設(shè)計(jì),、制造,、銷售,、調(diào)試安裝及配套售后服務(wù)的整體解決方案的高新技術(shù)企業(yè)，擁有國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先的生產(chǎn)規(guī)模,、技術(shù)水平和研發(fā)能力,。

據(jù)派勒智能市場(chǎng)部經(jīng)理唐能娟女士介紹，派勒一直堅(jiān)定走高品質(zhì)路線,，在原來(lái)生產(chǎn),、技術(shù)基礎(chǔ)上，引進(jìn)了歐洲一流技術(shù)團(tuán)隊(duì)和加工裝備,，在線分散設(shè)備（InNovaZ? TRL-H 智能粉液混合研磨工作站）和納米研磨設(shè)備（MORPH KDP? 60H 榮耀·雙驅(qū)動(dòng)納米砂磨機(jī)）開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)在線分散和濕法研磨的先河,。同時(shí)，也利用德國(guó)技術(shù)在中國(guó)應(yīng)用將原產(chǎn)品進(jìn)行了升級(jí),，實(shí)現(xiàn)了系列產(chǎn)品品質(zhì)的提升,。但同時(shí)，市場(chǎng)價(jià)錢更親民,，可謂是高性價(jià)比的體現(xiàn),。如此高品質(zhì)、低價(jià)位,，確實(shí)是行業(yè)典范,。

影響納米砂磨機(jī)的研磨效果及效率的因素

在砂磨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)子的形狀構(gòu)造對(duì)研磨效率有著較大的影響,。轉(zhuǎn)子上的棒銷頂端與研磨內(nèi)桶之間的距離,、轉(zhuǎn)子上的棒銷數(shù)量、棒銷的排列方式以及棒銷之間的距離（研磨層）是影響棒銷式納米砂磨機(jī)研磨效果的主要因素之一,。通過(guò)對(duì)不同轉(zhuǎn)子的分析,，根據(jù)不同的要求選取最優(yōu)的轉(zhuǎn)子形狀。

第二,，研磨介質(zhì)選擇同樣十分重要,，對(duì)研磨效率起決定性的作用。因此在選取的過(guò)程中需要慎重考慮,。在早期研磨中,，介質(zhì)一般選取的是國(guó)產(chǎn)的釔穩(wěn)定氧化鋯珠。對(duì)于目前來(lái)說(shuō),，大部分企業(yè)選取日本全進(jìn)口氧化鋯球,、氧化鋁球?yàn)橹鳎韵聻檫x擇研磨介質(zhì)技術(shù)參照,。

堅(jiān)持創(chuàng)新研發(fā),，未來(lái)發(fā)展可期

作為高質(zhì)量、高性價(jià)比納米砂磨機(jī)的國(guó)際供應(yīng)商,，派勒智能始終秉承“創(chuàng)新引領(lǐng)”的核心價(jià)值觀和經(jīng)營(yíng)理念,，每年投入利潤(rùn)的10%與德國(guó)LEIMIX GmbH公司合作進(jìn)行研發(fā)，使得納米砂磨機(jī)的應(yīng)用范圍更廣,，適合在各種類型鋰電材材中使用,。其中，派勒智能始研發(fā)的新一代分散研磨機(jī)iMO Smart 之NIZZOLI 400具有超細(xì)研磨和更低磨耗的特點(diǎn),，適用于磷酸鐵鋰,、硅碳負(fù)極、碳納米管等材料的超細(xì)分散研磨,，贏得了行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的廣泛贊譽(yù),。