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電池勻漿工藝 | 來自科倍隆電池應(yīng)用專家的專訪

科倍隆 2024-03-08 | 閱讀：2176

目前,，動力電池市場有幾個新的發(fā)展方向,。特別是在電芯正負極漿料的批量生產(chǎn)中，產(chǎn)線可以選擇各種不同的技術(shù)和設(shè)備,。選擇之一即是采用雙螺桿擠出機的連續(xù)勻漿工藝,。我們訪問了科倍隆的化學(xué)和電池應(yīng)用工藝技術(shù)團隊負責(zé)人Thorsten Stirner，與其探討該工藝的優(yōu)勢以及更新迭代要求,。

問在動力電池制造領(lǐng)域,，尤其電池漿料領(lǐng)域，過去的幾年里發(fā)生了很多變化,。傳統(tǒng)上,，電芯正負極槳料的生產(chǎn)通常是批次式的。但新的發(fā)展表明,，雙螺桿擠出機的連續(xù)混合工藝在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越受到重視,。這種轉(zhuǎn)換的優(yōu)點是什么呢?

答轉(zhuǎn)換到連續(xù)混合工藝和使用雙螺桿擠出機，可成本和產(chǎn)品品質(zhì)上都得到優(yōu)化,。在連續(xù)生產(chǎn)過程中,，從一個工藝步驟到下一個工藝步驟都是順滑過渡。為了實現(xiàn)這一點,，每個流程階段都必須有效地與下一個步驟相協(xié)調(diào),。與傳統(tǒng)制造工藝相比，連續(xù)生產(chǎn)所需的手動步驟更少,，可以實現(xiàn)更高程度的自動化,，減少了人員和空間需求，從而降低運營成本,。而且自動化程度高,，有益于維持配方精確度。這些都確保了可重復(fù)的,、始終如一的高產(chǎn)品品質(zhì),。

問連續(xù)混合工藝的核心是雙螺桿擠出機，請問它有哪些優(yōu)勢?

答科倍隆的ZSK系列雙螺桿擠出機,，以其高性能特點優(yōu)化電池電芯生產(chǎn)過程,。漿料的均勻性在電極生產(chǎn)過程和品質(zhì)上起著重要作用，正是在此處,，擠出機真正起到了不同的作用,。ZSK具有高分散混合能力，這意味著它可以打散固體團聚物,。由此隨后的混合和均化作用產(chǎn)生了非常均勻的漿料,，從而確保獲得高品質(zhì)的電芯。

由于不同原料的狀態(tài)特性,，有些會粘在設(shè)備部件上,。ZSK系列緊密嚙合的同向雙螺桿能防止整個工藝段的流動死區(qū),，從而實現(xiàn)優(yōu)異的自清潔能力，同時也易于配方更換等,。此外,，設(shè)備持續(xù)的高輸送效率，減少了擠出機中的物料殘留,，降低了生產(chǎn)成本,，效益更高。

制造商需要對生產(chǎn)中的變化做出快速靈活地反應(yīng),。采用連續(xù)混合工藝,，他們就能做到這一點。

首先,，擠出機的產(chǎn)量可以在生產(chǎn)過程中進行調(diào)整,，這樣擠出的電極漿料可以在離開擠出機后直接涂覆。憑借可靠的同步放大,，選擇合適設(shè)備型號,，可實現(xiàn)2升/小時到1600升/小時的生產(chǎn)能力范圍。

另一方面,，配方的改變?nèi)缰T如減少或替代有毒溶劑,，擠出機無需多太多改動即可適應(yīng),。雙螺桿擠出機的工藝段為模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,，允許根據(jù)不同的工藝應(yīng)用和配方，配置工藝段的混合,、均質(zhì)和脫揮等功能,。這使得通過調(diào)整螺桿組合和改進加工段工藝結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)靈活多變的個性化工藝需求成為可能,。

ZSK系列擠出機在能耗方面也具有很大優(yōu)勢,。通過減少和替換溶劑，縮短干燥時間可大大減少能源投入,，從而使生產(chǎn)過程更加環(huán)保,。

問除了擠出機，喂料在生產(chǎn)工藝中也起著重要的作用,。您可以解釋一下為什么喂料稱對最終產(chǎn)品品質(zhì)如此重要嗎?

答科倍隆為電池槳料的制造提供整套設(shè)備,，其中科倍隆擠出機和科倍隆楷創(chuàng)喂料稱形成為可信賴的組合?？煽康奈沽霞夹g(shù)是實現(xiàn)最終產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素,。

科倍隆楷創(chuàng)的失重式固體稱和液體稱能提供非常高的計量精度、一致性和靈活性,，相當適合這些任務(wù),。各種各樣的喂料解決方案可供您選擇,，所有設(shè)計都基于100多年物料處理經(jīng)驗的沉淀。

失重式喂料稱采用智能傳感器（SFT）稱重技術(shù)和先進的KCM喂料控制系統(tǒng),，即使在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中應(yīng)對難處理的,、有毒材料，也能實現(xiàn)高精度喂料,。即使在復(fù)雜工藝條件下,，動態(tài)濾波算法也能從重量檢測中識別和提取連續(xù)的干擾成分?；谠摂?shù)字濾波器,，SFT稱重傳感器在任何工作條件下都能提供準確、穩(wěn)定和可靠的重量計量,。

在電極材料生產(chǎn)中,，固態(tài)材料通常是流動性差的粉末。雙螺桿喂料機特別適合于處理這樣的情況,，因為它比單螺桿有好的輸送性能,，從而保證出料的穩(wěn)定性。無論是中試或研發(fā)的低喂料速率,，還是量產(chǎn)線的較高喂料速率,，科倍隆楷創(chuàng)喂料稱具有寬泛的速度范圍，有助于實現(xiàn)配方的靈活性,。

所有科倍隆楷創(chuàng)喂料稱都易于拆卸和清潔,。和物料接觸的零部件由不銹鋼制成，非常適合就地清理,。標準配置可達OEB 4級,，實現(xiàn)電池材料制造中必要的密閉性，我們也有專門設(shè)計匹配更高閉封需求,。

除以上提及的先進技術(shù),，科倍隆楷創(chuàng)喂料稱還提供一些專門開發(fā)的可選項，如電子壓力補償（EPC）裝置和ActiFlow散裝固體物料振動流化器,，它們以其高度精確和可靠的計量喂料性能,，為制造工藝的最優(yōu)化和終端產(chǎn)品品質(zhì)做出重要貢獻。

問在設(shè)計電池電芯材料制造系統(tǒng)如擠出機,、喂料稱和物料輸送系統(tǒng)時,，科倍隆是如何考慮密閉隔離問題的?

答由于電池電芯生產(chǎn)中會使用有毒材料，因此密閉等級(通常為OEB 3至4級)至關(guān)重要,。作為一個系統(tǒng)供應(yīng)商科倍隆提供從物料輸送處理,、計量喂料到擠出等完整的成套系統(tǒng)，其中一個環(huán)節(jié)即包含我們規(guī)劃,、開發(fā)和建立相應(yīng)的密閉隔離理念,，防止危險物料泄漏,。

對有毒散裝物料從噸包袋中卸料上料，到擠出機的喂料,，都在相應(yīng)的保護條件下進行,。其中包括對氣力輸送或防塵組件密封設(shè)計的高效過濾措施。60多年來,，科倍隆一直在設(shè)計和建造整線交付工廠,。憑借幾十年的經(jīng)驗和專業(yè)知識，我們水到渠成創(chuàng)造出對工作環(huán)境和整體環(huán)境安全的系統(tǒng),。

以科倍隆楷創(chuàng)喂料稱為例,，喂料部分是防塵設(shè)計的；喂料稱,、包括料斗和出料體被設(shè)計成一體式容器,。使用特制過濾器防止灰塵等顆粒進入大氣，以實現(xiàn)通風(fēng),，這對高精度失重式喂料稱至關(guān)重要,。各個部件之間的軟連接，例如原料從補料倉到喂料稱料斗,，或從喂料稱到擠出機工藝段,，也支持系統(tǒng)的密封。

就像喂料稱一樣,，真空輸送卸料器也可以看作是一體式容器,。卸料器和系統(tǒng)組件的密封都是防塵設(shè)計，并且與上下游工藝步驟的連接也是密封的,。所有這些措施都為了實現(xiàn)安全密封的理念,，并限制外泄污染風(fēng)險,。

問如果我現(xiàn)在有興趣將制程轉(zhuǎn)換為連續(xù)混合工藝,，在更新迭代過程中我應(yīng)該注意什么?

答轉(zhuǎn)換為連續(xù)法混合工藝需要重新思考和調(diào)整設(shè)備及技術(shù)。對于一個正常運轉(zhuǎn)的工藝,，每個步驟都必須相互協(xié)調(diào),。作為整套系統(tǒng)方案提供者，科倍隆為您提供各個環(huán)節(jié)設(shè)備和部件,。從物料處理,、喂料到擠出，您將獲得匹配您需求的個性化解決方案,。更少的操作界面和現(xiàn)場人員使工藝更簡易,。

電動汽車正迫使整個動力電池行業(yè)進入一種新的思維方式。終端客戶對先進的移動能源供應(yīng)的期望對電池制造工藝提出了巨大挑戰(zhàn),。與項目合作伙伴一起,，我們精確地定義每個項目需求,，并在項目過程中適應(yīng)不斷變化的條件，以提供您正確的解決方案,。

科倍隆集團

科倍隆是配混和擠出系統(tǒng),、分揀、破碎和清洗系統(tǒng),、喂料系統(tǒng),、物料輸送和服務(wù)領(lǐng)域的全球行業(yè)和技術(shù)領(lǐng)軍者之一?？票堵⊙邪l(fā),、制造和維護用于塑料和塑料回收行業(yè)以及化學(xué)、電池,、食品,、制藥和礦物行業(yè)的系統(tǒng)、設(shè)備和零部件,。在聚合物,、食品、健康與營養(yǎng),、售后市場銷售與服務(wù)三大事業(yè)部,，科倍隆擁有5000名員工以及50家銷售和服務(wù)公司?？票堵∈荋illenbrand（紐約證券交易所代碼：HI）的運營公司,，Hillenbrand是一家全球性工業(yè)公司，為全球各行各業(yè)的客戶提供高度集成化的核心工藝加工設(shè)備和解決方案,。

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