
常州市龍?chǎng)沃悄苎b備股份有限公司

已認(rèn)證
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龍?chǎng)蜳VDF噴霧干燥機(jī)領(lǐng)鋰電池正極漿料粘結(jié)劑生產(chǎn)智能化轉(zhuǎn)型
隨著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng),,動(dòng)力電池作為核心部件,其性能提升與規(guī)?;a(chǎn)需求倒逼上游材料技術(shù)持續(xù)突破,。作為鋰離子電池電極關(guān)鍵材料的聚偏氟乙烯(PVDF)粘結(jié)劑,在正極粘結(jié)劑,、負(fù)極粘結(jié)劑及超級(jí)電容器粘結(jié)劑領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,。然而,PVDF粘結(jié)劑超細(xì)粉干燥過程中存在的技術(shù)瓶頸,,正成為制約行業(yè)高效生產(chǎn)與產(chǎn)品性能穩(wěn)定的關(guān)鍵挑戰(zhàn),。江蘇龍?chǎng)螒{借深耕干燥領(lǐng)域的技術(shù)積淀,成功研發(fā)出新型氣流式噴霧干燥機(jī),,通過工藝創(chuàng)新與設(shè)備升級(jí),,為PVDF粘結(jié)劑超細(xì)粉干燥提供了全流程解決方案,助力新能源電池材料生產(chǎn)邁入高精度,、高效率時(shí)代,。
在鋰離子電池中,PVDF粘結(jié)劑承擔(dān)著穩(wěn)定電極結(jié)構(gòu),、增強(qiáng)活性材料與集流體結(jié)合力的關(guān)鍵作用,,其粉體性能直接影響電池的循環(huán)壽命,、倍率性能及安全性。隨著高鎳三元,、硅基負(fù)極等新型電極材料的推廣,,PVDF粘結(jié)劑正朝著超細(xì)粒徑、窄分布,、高純度的方向發(fā)展,,對(duì)干燥工藝提出了更高要求:
(1) 溫度敏感性難題:PVDF分子結(jié)構(gòu)對(duì)溫度高度敏感,傳統(tǒng)干燥設(shè)備溫度控制精度不足(波動(dòng)±5℃以上),,易導(dǎo)致高溫分解(>180℃時(shí)分子鏈斷裂)或低溫粘壁(溶劑殘留引發(fā)結(jié)塊),,造成材料性能劣化。
(2) 粒度均勻性挑戰(zhàn):傳統(tǒng)霧化方式(如壓力式霧化)難以控制5-20μm級(jí)超細(xì)粉的粒徑分布,,導(dǎo)致電極漿料分散性差,,影響電池內(nèi)阻與離子傳導(dǎo)效率。
(3) 生產(chǎn)效率與能耗矛盾:PVDF漿料粘度高(通常>5000mPa·s),,傳統(tǒng)設(shè)備處理量低(<50kg/h),,且溶劑(如NMP)蒸發(fā)能耗高,難以滿足年產(chǎn)千噸級(jí)規(guī)?;a(chǎn)需求,。
(4) 環(huán)保與安全風(fēng)險(xiǎn):含氟聚合物干燥過程中可能產(chǎn)生微量有害氣體,傳統(tǒng)設(shè)備尾氣處理不充分,,存在安全隱患與環(huán)保合規(guī)風(fēng)險(xiǎn),。
面對(duì)行業(yè)共性難題,龍?chǎng)胃稍锛夹g(shù)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合高??蒲袡C(jī)構(gòu),針對(duì)PVDF粘結(jié)劑超細(xì)粉干燥開展了為期三年的專項(xiàng)研究,,通過正交試驗(yàn)法系統(tǒng)分析干燥溫度,、霧化壓力、熱風(fēng)流速,、進(jìn)料濃度等32項(xiàng)工藝參數(shù)對(duì)粉體性能的影響,,建立了“工藝參數(shù)-粉體特性”數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)了對(duì)PVDF干粉形狀,、粒度分布,、含水率及電化學(xué)性能的精準(zhǔn)控制。在此基礎(chǔ)上,,龍?chǎng)渭夹g(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)氣流式噴霧干燥機(jī)進(jìn)行了全系統(tǒng)技術(shù)升級(jí),,形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)體系。
(1) 霧化系統(tǒng):微米級(jí)精準(zhǔn)分散技術(shù)
雙流體霧化噴嘴創(chuàng)新:采用航空級(jí)鈦合金材質(zhì)的三通道霧化噴嘴,,通過高速氣流(300m/s以上)與漿料的剪切作用,,實(shí)現(xiàn)微米級(jí)初始霧滴的均勻分散,,較傳統(tǒng)二流體噴嘴霧化效率提升20%,且支持超細(xì)霧滴粒徑動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),。
智能漿料預(yù)處理:集成多級(jí)動(dòng)態(tài)剪切攪拌裝置與200目精密過濾系統(tǒng),,解決高粘度PVDF漿料(10000mPa·s以內(nèi))的分散性問題,避免噴嘴堵塞,,保障連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn),。
(2) 熱風(fēng)系統(tǒng):精準(zhǔn)控溫與能效優(yōu)化
梯度溫控技術(shù):采用PID智能溫控模塊,實(shí)現(xiàn)干燥室溫度精準(zhǔn)控制,,并支持三段式溫度曲線設(shè)定(預(yù)熱段150-250℃,、恒速干燥段120-150℃、降速干燥段100-120℃),,匹配PVDF分子鏈穩(wěn)定性需求,。
余熱回收系統(tǒng):配置高效熱交換器,將尾氣中70%的余熱用于預(yù)熱進(jìn)風(fēng),,能耗較傳統(tǒng)設(shè)備降低15%,,符合“雙碳”政策導(dǎo)向。
(3) 干燥塔體:流場(chǎng)優(yōu)化與防粘設(shè)計(jì)
空氣動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu):采用上錐下柱式塔體(錐角60°),,內(nèi)部集成螺旋導(dǎo)流板,,使熱風(fēng)與霧滴接觸時(shí)間延長(zhǎng)20%,熱交換效率提升至92%,,同時(shí)避免局部渦流導(dǎo)致的粘壁問題,。
超疏水涂層技術(shù):塔內(nèi)壁噴涂納米級(jí)聚四氟乙烯(PTFE)涂層(可選),表面張力<18mN/m,,干粉粘附率從傳統(tǒng)設(shè)備的15%降至3%以下,,配合塔頂自動(dòng)振打裝置,實(shí)現(xiàn)粘壁物料的自動(dòng)剝離,,減少停機(jī)清洗頻率,。
(4) 收集系統(tǒng):高效分離與雜質(zhì)管控
三級(jí)過濾體系:前端旋風(fēng)分離器(分離效率>95%)+ 中端布袋除塵器(濾袋采用PTFE覆膜材料,過濾精度0.5μm)+ 末端靜電吸附裝置,,確保干粉回收率>99.5%,,雜質(zhì)含量<50ppm,滿足高端電池粘結(jié)劑的純度要求,。
溶劑回收模塊:配套冷凝回收裝置,,對(duì)干燥尾氣中的NMP溶劑進(jìn)行回收,回收率>90%,,既降低生產(chǎn)成本,,又符合VOCs排放法規(guī)。
(5) 控制系統(tǒng):數(shù)字化與智能化融合
全流程PLC控制:通過人機(jī)界面(HMI)實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)料流量,、霧化壓力,、塔內(nèi)負(fù)壓等20+關(guān)鍵參數(shù),,支持遠(yuǎn)程調(diào)試與故障診斷。
大數(shù)據(jù)工藝庫:內(nèi)置50+組干燥工藝配方,,可根據(jù)不同型號(hào)PVDF(均聚/共聚),、不同粘結(jié)劑類型(正極/負(fù)極/超級(jí)電容器)自動(dòng)匹配Z優(yōu)參數(shù),實(shí)現(xiàn)“一鍵式”生產(chǎn)切換,,減少人工試錯(cuò)成本,。
(1) 性能指標(biāo):干粉平均粒徑、粒徑分布,、球形度,、含水率、電化學(xué)阻抗等性能參數(shù)較傳統(tǒng)工藝優(yōu)勢(shì)明顯,,滿足高能量密度電池對(duì)粘結(jié)劑的苛刻要求,。
(2) 生產(chǎn)效率:?jiǎn)翁自O(shè)備年產(chǎn)能一千噸、二千噸,、五千噸級(jí)PVDF粘結(jié)劑大型噴霧干燥機(jī)持續(xù)交付,,且支持24小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,故障停機(jī)率<0.5%,。
(3) 綜合成本:能耗降低10%,,人工與維護(hù)成本大幅下降,綜合生產(chǎn)成本較傳統(tǒng)設(shè)備降低15%以上,。
作為新能源產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵裝備供應(yīng)商,,龍?chǎng)胃稍锸冀K聚焦客戶痛點(diǎn),此次新型氣流式噴霧干燥機(jī)的成功應(yīng)用,,不僅破解了PVDF粘結(jié)劑超細(xì)粉干燥的技術(shù)難題,,更通過“工藝研究+設(shè)備創(chuàng)新+智能控制”的三位一體模式,為高附加值精細(xì)化工材料干燥提供了可復(fù)制的解決方案,。未來,,龍?chǎng)胃稍飳⒊掷m(xù)深耕鋰電池材料干燥領(lǐng)域,針對(duì)固態(tài)電池用PVDF基固態(tài)電解質(zhì),、硅基負(fù)極粘結(jié)劑等前沿材料,開發(fā)更高效,、更智能的干燥裝備,,助力我國新能源產(chǎn)業(yè)在全球競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)技術(shù)制高點(diǎn)。
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