研究背景
過去200多年以來,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)行下一步包覆過程。同時(shí),因?yàn)檫x用的硅原料的不同,需要的研磨過程和配套設(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,在研磨過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。
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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)。
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,在原來生產(chǎn)、技術(shù)基礎(chǔ)上,引進(jìn)了歐洲技術(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)于目前來說,大部分企業(yè)選取日本全進(jìn)口氧化鋯球、氧化鋁球?yàn)橹,以下為選擇研磨介質(zhì)技術(shù)參照。
堅(jiān)持創(chuàng)新研發(fā),未來發(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)。