眾金系列氣流粉碎分級設備在負極材料粒度分布合理性中的運用
粒度對負極材料的影響：
負極材料作為新能源汽車動力電池的核心材料之一，對新能源汽車的最終性能起著至關重要的作用。高性能負極材料的研究成為當前鋰離子動力電池最為活躍的板塊之一。現階段，商業化鋰離子電池負極材料以碳素材料為主，其比容量高(200~400mAh/g)，電極電位低，循環性能好（1000周以上），理化性能穩定。
表1：碳負極材料主要性能對比
負極材料的核心指標有：粒度、比表面積、振實密度、真密度、灰分、pH值。其中粒度又會影響比表面積和振實密度，從而影響電池的加工工藝和倍率性能。石墨材料具有高比容量（理論372mAh/g，可逆比容量可以達到360mAh/g）、低而且平坦的放電平臺（0.2~0V）、優良的循環性能（可以循環一千次以上），是鋰離子二次電池常用的的負極材料之一。石墨材料的顆粒大小對電極比表面積和邊緣原子的比例有很大影響，從而影響石墨負極材料的電池的制漿工藝、體積能量密度及首次充電時的不可逆比容量等。
下面我們就來說說使用什么樣的設備才能更好的控制負極材料的粒度分布：
推薦設備：眾金系列氣流粉碎分級設備 ZJ-QLM 粒度（0.2-200um）可調
流化床氣流粉碎機
工作原理：
ZJ系列流化床超細超微粉碎機是利用多個相對布置的噴嘴形成高速氣流，再利用高速氣流將物料加速至超音速使其在噴嘴的交匯處互相碰撞，達到超細粉碎的目的。被粉碎物料隨上升氣流進入分級機分級室，由于分級轉子高速旋轉，粒子既受到分級轉子產生的離心力，又受到氣流粘性作用產生的向心力，當粒子受到的離心力大于向心力，即分級粒徑以上的粗粒子返回粉碎室繼續沖擊粉碎，細粒子隨氣流進旋風分離器、捕集器收集，氣體由引風機排出。
ZJ系列流化床氣流粉碎機是傳統流化床式氣流粉碎機、對噴式氣流粉碎機、水平式氣流粉碎機及其它類型氣流粉碎機的更新換代產品，設備主要由粉碎主機、高精渦流分級機、旋風收集器、布袋除塵器、空氣壓縮機等組成；噴流能的充分利用是該機的最大特點。
設備特點：
l 綠色環保：低溫無介質粉碎，保證了產品的高純度和物理特性。設備在負壓狀態下運行無粉塵污染。
l 高效率：噴流能的充分利用，比傳統氣流磨粉碎機提高30%的粉碎效率，分級精度更高。
l 設備磨損小：“流化床+立式分級機”的結構可以高純、超窄地加工超微粉體，避免了“流化床+臥式分級機”分級部分的磨損，在相同材質下設備易損件使用壽命是國際同類產品的20倍。
l 磨損極小，尤其適合高純度高硬度物料的超微粉碎。
l 產量高：生產粒度分布窄的產品時，成品率比傳統對噴式、流化床式氣流粉碎機提高1倍以上。
l 多用途：一機多用，可作為粉碎機也可作為分級機使用。粉碎粒度范圍廣，產品粒徑可在1-74um范圍內任意調節。
l 智能化：設備可以實現全部自動控制，操作簡單，運行穩定，生產環境優良。
l 設計合理：設備結構緊湊，粉碎主機內無存料、無死角、易于拆洗、消毒、更換粉碎物料品種方便。
l 整個系統采用自動化控制，可實現一鍵式啟停，操作簡單方便與中控聯接可實現遠程控制。
工藝流程：
適用范圍：
該系列粉碎分級機以它獨特的工作原理可以干式、高純、低溫等加工各種物料的超細粉體，廣泛應用于化工、礦業、磨料、電池材料、耐火材料、非金屬礦、冶金、建材、制藥、食品、農藥、飼料、新材料、環保等行業和各種干粉類物料的超細粉碎、打散及顆粒整形。
典型物料：
碳化硅、石榴石、陶瓷剛玉、碳化硼、金剛石、碳化鎢、磷鐵；碳酸鈣、石英、硅藻土、氫鈣、膨潤土、滑石、云母、硅灰石、高純顏料、發光粉、手機電池粉；花粉、生長素、食品添加劑、抗生素類藥物、造影藥物、靈芝、珍珠粉；殺蟲劑、聚四氟乙烯等。
主要技術參數
設備型號 Model | 耗氣量 Air flow | 空氣壓力 air pressure | 最大入料粒度 Max feed Size | 成品細度 Product Size | 生產能力 Capacity | 裝機功率 Power |
ZJ-QLM50 | 1 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜1 mm | 0.2-200um | 0.2-5kg/h | 9.5kw |
ZJ-QLM100 | 3 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 5-20kg/h | 26kw |
ZJ-QLM200 | 6 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 20-90kg/h | 47kw |
ZJ-QLM300 | 10 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 30-150kg/h | 79kw |
ZJ-QLM400 | 20 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 60-600kg/h | 137kw |
ZJ-QLM600 | 40 m3/min | 0.7-1 Mpa | ＜3 mm | 0.2-200um | 100-900kg/h | 290kw |
應用現場：
粒度對制漿工藝的影響
負極材料的粒度分布會直接影響電池的制漿工藝。在相同的體積填充份數情況下，材料的粒徑越大，粒度分布越寬，漿料的黏度就越小，這有利于提高固含量，減小涂布難度。
圖1：顆粒的粒徑以及分布寬度對漿料黏度的影響
粒度對體積能量密度的影響
負極材料的粒度分布較寬時，體系中的小顆粒能夠填充在大顆粒的空隙中，有助于增加極片的壓實密度，提高電池的體積能量密度。
粒度對不可逆容量的影響
對不同石墨樣品進行恒電流充放電測試和循環伏安測試，結果發現，石墨顆粒越小，能夠與電解液接觸的比表面積越大，首次充放電過程中形成的SEI膜所消耗的電荷就越多，不可逆容量損失也就越大。
粒度對充放電性能的影響
實驗研究表明，石墨顆粒越小，嵌入時所需要克服的范德華力也就越小，嵌入越容易進行，而且顆粒越小，鋰離子嵌入和脫出的通道數量相對越多，越有利于快速達到完全嵌鋰狀態，在高速率的掃描條件下，電壓滯后程度就越小，即大電流充放電性能越好。
粒度對振實密度的影響
鋰電池負極材料用的石墨要求石墨微粉振實密度高，形貌為等積球形，形成產品的成品率高（成球率高）。球形度越高，振實密度越大，如接近1g/cm3或大于1g/cm3，產品更好。粒度分布越合理（大小有序結合），振實密度會越大。
負極材料對粒度的要求
綜上可以看出，負極材料的粒度過大或過小都會對電池的最終性能產生一定的不良影響，所以要從中取一個平衡，另外粒度的分布也是影響電池性能的重要因素。下表是負極材料標準中的粒度要求。
表2：負極材料標準中的粒度要求
負極材料的粒度主要是由其制備方法決定的。可通過控制原料的種類、反應時間、溫度和壓力等來調控粒徑。
當前全球負極材料市場已趨于穩定，需求量每年穩步增長。但是成本價格上升、負極材料企業增多、行業競爭加劇等導致了行業整體利潤被進一步壓縮，預計在今后的幾年里全球負極材料產量增速會逐漸放緩，高端負極材料需求量會增加，所以對新材料、新技術的開發與應用將是行業突破瓶頸的關鍵。歡迎設備咨詢：13035677793。
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