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長(zhǎng)沙萬(wàn)榮粉體設(shè)備科技有限公司 2022-10-13 點(diǎn)擊1077次
電池作為新能源汽車的“心臟”，電池技術(shù)就顯得尤為重要。其中，鋰離子電池因其較高的能量密度，可實(shí)現(xiàn)相同電池體積下?lián)碛懈叩睦m(xù)航能力而備受矚目。
鋰離子電池和大多數(shù)電池一樣，由正極、負(fù)極、隔膜、電解液以及輔助配件組成。負(fù)極材料作為電池的核心組成之一，是決定電池整體電化學(xué)性能的重要因素，改進(jìn)電池負(fù)極材料的性能將極大提高鋰離子電池的整體性能。
鋰離子負(fù)極材料
鋰離子電池負(fù)極材料主要分為碳材料和非碳材料兩大類，其中碳材料是鋰離子電池的主要負(fù)極材料，可分為石墨類材料和無(wú)定形碳等。由于石墨類碳材料(天然石墨及人造石墨等)導(dǎo)電性和鋰離子脫嵌性能良好、充放電平臺(tái)較為平穩(wěn)、成本低，是目前市場(chǎng)上應(yīng)用最成功的鋰離子電池負(fù)極材料。
然而在石墨類材料中，尤其是天然石墨材料存在與溶劑相容性和離子擴(kuò)散性能差，不能形成穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)層(SEI)，以及石墨片層易滑移等不足使其大電流倍率性能和循環(huán)性能不佳。無(wú)定形碳材料主要分為硬碳和軟碳，與石墨材料復(fù)合可在倍率性能即大電流充放電性能方面彌補(bǔ)石墨材料的不足，但單一的無(wú)定形碳負(fù)極材料綜合性能不如石墨。硬碳由于相較于石墨材料結(jié)構(gòu)缺陷更多，存在振實(shí)密度低、首次庫(kù)倫效率較低等缺點(diǎn)。
碳負(fù)極材料的改性—碳包覆
為了減少原來(lái)缺陷對(duì)電池充放電的影響，人們開(kāi)始致力于對(duì)碳負(fù)極材料進(jìn)行改性處理。而碳包覆在新能源材料領(lǐng)域是最常見(jiàn)的一種材料改性方法。
碳包覆顧名思義就是用一層無(wú)定形碳包裹住其中的負(fù)極材料，從而形成“核 - 殼”的結(jié)構(gòu)，最外面的這層無(wú)定形碳能夠阻止電解液嵌入負(fù)極材料內(nèi)，有效避免了因溶劑分子的嵌入導(dǎo)致石墨層狀剝離的現(xiàn)象。無(wú)定形碳的層間距比石墨的層間距大，可改善鋰離子在其中的擴(kuò)散性能，在石墨外表面形成一層鋰離子的緩沖層，有效提高材料的倍率性能。
這種表面包覆的方法不僅能有效約束緩沖電極材料活性中心的體積膨脹，防止納米活性顆粒的團(tuán)聚，而且能阻止電解液向活性中心滲透，維持電極材料界面的穩(wěn)定。
表面改性利器—蜂巢磨
在眾多的改性設(shè)備中，長(zhǎng)沙萬(wàn)榮粉體設(shè)備有限公司（以下簡(jiǎn)稱“萬(wàn)榮”）研制并生產(chǎn)的蜂巢磨是近年來(lái)比較受市場(chǎng)關(guān)注的一款設(shè)備。它是一種粉體表面包覆改性機(jī)，適用于碳包覆，包覆率可達(dá)99.2%，能同步實(shí)現(xiàn)物料研磨、干燥、分選以及粉末的化學(xué)表面處理，處理量最小0.05噸/小時(shí)，最大15噸/小時(shí)，水分蒸發(fā)量最大3噸/小時(shí)。
極高的深度干燥能力。超細(xì)粉體通過(guò)高溫和高速旋轉(zhuǎn)，在數(shù)秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)粉體中0.5%的殘余水份就幾乎完全蒸發(fā)和分離，使最終含水量可達(dá)到0.05%的深度干燥水平。
獨(dú)特先進(jìn)的研磨解聚理念。解聚輪+引風(fēng)機(jī)形成離心力；筒體內(nèi)壁定子和解聚輪轉(zhuǎn)子距離較近，使粉體在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程產(chǎn)生了碰撞力、摩擦力、剪切力，四種力量是粉體顆粒在極短時(shí)間內(nèi)被充分打散和完全解聚還原到原始粒徑。
高度連續(xù)化的三級(jí)復(fù)合改性和分散處理技術(shù)。完全解聚的粉體進(jìn)入混合改性腔，液化的改性劑以霧化形式被連續(xù)穩(wěn)定、均勻、幾乎同時(shí)注入混合改性腔中，依次進(jìn)行三級(jí)復(fù)合改性和分散處理。
整個(gè)蜂巢磨連續(xù)解聚改性工藝過(guò)程在負(fù)壓下操作，連續(xù)化程度高、改性劑預(yù)先液化并霧化給料、給料自動(dòng)計(jì)量、系統(tǒng)溫度可調(diào)、給料速度可控、成品氣流輸送、無(wú)粉塵污染，可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，且操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行平穩(wěn)、勞動(dòng)強(qiáng)度低。
在實(shí)際生產(chǎn)中，不僅僅是碳負(fù)極材料需要改性，無(wú)機(jī)非金屬礦物粉體材料都需要進(jìn)行表面改性后才能廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、膠黏劑等現(xiàn)代高分子新材料行業(yè)、高聚合物基復(fù)合功能性材料及涂料等工業(yè)中，這樣不僅可降低高分子材料的生產(chǎn)成本，同時(shí)可賦予產(chǎn)品某些特殊的物化性能。
面對(duì)改性機(jī)裝備技術(shù)的落后，如果能夠?qū)崿F(xiàn)集研磨解聚、復(fù)合改性和分散處理等多種功能于一體，那么對(duì)簡(jiǎn)化粉體改性流程、提高粉體改性質(zhì)量、降低粉體改性成本等方面都是至關(guān)重要的。萬(wàn)榮這款基干燥、復(fù)合改性和分散處理等三種功能于一體的蜂巢磨堪稱我國(guó)超細(xì)粉體連續(xù)式復(fù)合改性和分散處理技術(shù)的重大突破，被譽(yù)為技術(shù)、科技、自主、工藝、新材料的革命里程碑。
萬(wàn)榮粉體從引進(jìn)改性機(jī)，到研發(fā)改性機(jī)，再創(chuàng)新直至自主創(chuàng)造的連續(xù)改性機(jī)-蜂巢磨，技術(shù)創(chuàng)新能力從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)，成為行業(yè)品牌。萬(wàn)榮粉體在制造整個(gè)歷程，創(chuàng)新精神顯得尤為重要，市場(chǎng)是無(wú)情的，競(jìng)爭(zhēng)是殘酷的，只有堅(jiān)持創(chuàng)新，才能獲得優(yōu)勢(shì)。
參考來(lái)源：
炭素技術(shù)：負(fù)極材料表面改性
萬(wàn)華粉體官網(wǎng)、粉體展平臺(tái)