中國粉體網(wǎng)訊  氣力輸送技術(shù)是目前最理想的粉體材料輸送技術(shù)。鋰離子電池正負(fù)極材料屬微米級(jí)粉體材料，其生產(chǎn)加工過程與其他粉體材料類似，存在易揚(yáng)塵，輸送效率低，周轉(zhuǎn)困難等問題。如何有效的解決鋰離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)過程的輸送問題，從根部上杜絕揚(yáng)塵、物料受污染導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量問題，提高輸送效率，同時(shí)也能降低勞動(dòng)強(qiáng)度，是氣力輸送的優(yōu)勢所在。

鋰離子電池正負(fù)極材料具有流動(dòng)性好、堆積密度小等特點(diǎn)，滿足氣力輸送的基本要求條件。據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯了解，越來越多的鋰離子電池正負(fù)極材料的生產(chǎn)廠家，采用氣力輸送作為生產(chǎn)過程中物料的輸送手段。

氣力輸送系統(tǒng)簡圖（圖片來源：馬愛純等.氣力輸送管道壓降預(yù)測影響的數(shù)值模擬研究）

一、氣力輸送的工作原理

氣力輸送系統(tǒng)是依靠空氣流動(dòng)將干燥的散狀固體粒子或顆粒物料輸送到指定地點(diǎn)的一種輸送裝置。其原理是利用輸送風(fēng)機(jī)在密封管道內(nèi)產(chǎn)生與外界大氣壓不同的壓力，形成壓力差。這個(gè)壓力差值賦予了空氣流動(dòng)的能量，使得空氣能夠以氣流的形式攜帶小顆粒固體（例如：

煤灰）一起順著管道向前。

二、氣力輸送的分類

從氣力輸送實(shí)質(zhì)考慮，按料、氣兩相質(zhì)量比和按料、氣兩相流體力學(xué)特征分類，可將氣力輸送系統(tǒng)分為以下四類：

1、稀相氣力輸送

氣流速度較高，物料懸浮在鉛垂管內(nèi)呈均勻分布，在水平管內(nèi)呈飛翔狀態(tài)，空隙率很大。物料的輸送主要依靠較高速度的空氣所形成的動(dòng)能，因而也稱稀相動(dòng)壓輸送。通常氣流速度在12～40m/s之間，料、氣質(zhì)量比(料氣比)在1～5之間，最大可達(dá)15。稀相氣力輸送系統(tǒng)輸送氣體的壓力小，輸送速度大，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的磨損大，適用于輸送物料的質(zhì)量和粒度較小、物料干燥輸送距離短的場所。

2、濃相動(dòng)壓氣力輸送

氣流速度在8～15m/s之間。物料在管內(nèi)已不再均勻分布，而呈密集狀態(tài)，但管道并未被物料堵塞，因而依然依靠空氣的動(dòng)能來輸送，稱為濃相動(dòng)壓輸送。這類流動(dòng)狀態(tài)的氣送裝置有：高壓壓送、高真空吸送和流態(tài)化輸送。料氣比的變化范圍很大，高壓壓送與高真空吸送的料氣比大致在15～50之間，流動(dòng)狀態(tài)呈脈動(dòng)集團(tuán)流。而對(duì)于易輸送的粉料，料氣比可高達(dá)200以上，呈流態(tài)化輸送。

3、濃相靜壓氣力輸送

物料密集而栓塞管道，依靠氣流的靜壓來輸送物料，稱為濃相靜壓氣力輸送。

4、筒式氣力輸送

將需要輸送的物料、物件裝入傳輸筒或筒車內(nèi)，利用空氣的靜壓使傳輸筒在管道內(nèi)飛速滑行的一種輸送方式，用于既難于懸浮，而本身又無法成栓的成件貨物輸送。

不同類型的氣力輸送系統(tǒng)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，詳見表1

（圖片來源：邵亮峰等：鋰離子電池正負(fù)極材料輸送系統(tǒng)研究）

三、氣力輸送系統(tǒng)在鋰離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)中的應(yīng)用

據(jù)中國粉體網(wǎng)編輯了解，采用氣力輸送技術(shù)輸送物料，是現(xiàn)代鋰離子電池正負(fù)極材料廠家物料輸送轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)展的趨勢。當(dāng)升科技、科恒股份、寶泰隆等鋰離子電池正負(fù)極材料上市公司將氣力輸送系統(tǒng)與鋰離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)連接起來，建成智能集成控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池正負(fù)極材料的氣力輸送，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高，間接提高了生產(chǎn)效益。

以生產(chǎn)石墨負(fù)極材料為例，作出分析。石墨負(fù)極材料典型生產(chǎn)工藝見圖1。

（圖片來源：邵亮峰等：鋰離子電池正負(fù)極材料輸送系統(tǒng)研究）

1、氣力輸送系統(tǒng)與鋰離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)的結(jié)合

（1）氣力輸送裝置的出料口與粉碎機(jī)、混料機(jī)、振動(dòng)篩、包裝機(jī)的進(jìn)料站連接，實(shí)現(xiàn)無塵上料，杜絕粉塵污染，通過傳感器檢測來控制氣力輸送裝置的連續(xù)自動(dòng)給料。比如粉碎機(jī)的無塵上料，氣力輸送裝置的進(jìn)料口與無塵投料站相連接，氣力輸送裝置于粉碎機(jī)的進(jìn)口上端，與料斗進(jìn)行密封連接，料斗上裝有料位傳感器，通過料位檢測，控制氣力輸送裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無塵上料。

（2）包覆混合機(jī)可實(shí)現(xiàn)兩種或多種電池組分的混合，鋰離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)廠家常使用電池組分自動(dòng)稱重模塊，將稱重好的電池組分用位于兩臺(tái)緩存料倉上端的氣力輸送裝置輸送。緩存?zhèn)}上裝有傳感器，傳感器將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC（可編程邏輯控制器）控制端，PLC控制端微處理器通過分析對(duì)比數(shù)據(jù)，控制氣力裝置將鋰離子電池正負(fù)極材料運(yùn)到包覆混合機(jī)，實(shí)現(xiàn)包覆混合機(jī)無塵的上料和配料。在混料機(jī)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，氣力輸送裝置將碳化破碎后的混合物料直接輸送到混料機(jī)，實(shí)現(xiàn)無塵給料。

2、氣力輸送系統(tǒng)在鋰電池正負(fù)極材料的生產(chǎn)加工過程中存在的問題

（1）在生產(chǎn)不同類型規(guī)格的鋰離子電池正負(fù)極材料前，必須對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行清場處理，否則前期的物料會(huì)污染后批次的產(chǎn)品質(zhì)量。目前常使用在線清洗系統(tǒng)，但清洗系統(tǒng)投入成本較高，存在部分粘結(jié)物料遺留問題。

（2）石墨負(fù)極材料在加工過程中，固體包覆劑使用瀝青的粒度特別小，黏度大，容易粘在氣力輸送系統(tǒng)的管道器壁上導(dǎo)致包覆混合機(jī)配料不精確，氣力輸送系統(tǒng)的空氣介質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致石墨瀝青的出現(xiàn)分離現(xiàn)象，影響負(fù)極材料的性能。據(jù)中國粉體網(wǎng)了解，通過科學(xué)合理的氣流模型、物料的形態(tài)控制及粉體軟著落技術(shù)等，可有效的解決甚至杜絕這些問題。

小結(jié)：

氣力輸送系統(tǒng)在運(yùn)輸鋰離子電池正負(fù)極材料方面具有諸多優(yōu)勢，在鋰離子電池行業(yè)，其應(yīng)用也越來越廣泛。在氣力輸送系統(tǒng)研究中，可加大在人工智能控制方面的研究，將氣力輸送系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)與連接設(shè)備有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)整體高度自動(dòng)化系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)在控制技術(shù)上融合大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，嵌入高級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，嵌入高級(jí)算法等，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和分析，實(shí)現(xiàn)氣力輸送系統(tǒng)自我控制、自我機(jī)械故障診斷分析等，實(shí)現(xiàn)氣力輸送系統(tǒng)的無人值守，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高鋰離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考來源：

張瓊. 固體物料氣力輸送中給料設(shè)備的選型及應(yīng)用

仝玉超. 鋰離子電池正負(fù)極材料氣力輸送系統(tǒng)研究

邵亮峰，馬斌悍等. 鋰離子電池正負(fù)極材料輸送系統(tǒng)研究

馬愛純，Williams KC等.氣力輸送管道壓降預(yù)測影響的數(shù)值模擬研究 

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）

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