鈉離子電池不僅可應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域,在低速電動車、電動摩托車、電動自行車、智能電網(wǎng)儲能和家用儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景。這些領(lǐng)域的不斷發(fā)展和擴大,將進一步推動鈉離子電池材料生產(chǎn)設(shè)備的需求增長。
噴霧干燥機能夠?qū)⑩c離子電池材料的漿料均勻地霧化成微小的霧滴,使溶劑迅速蒸發(fā),從而獲得粒度均勻、流動性好、純度高的超細粉末。這對于提高鈉離子電池的性能非常重要,如提高電池的充放電效率、循環(huán)壽命等。因此,在對電池性能要求不斷提高的背景下,噴霧干燥機的技術(shù)優(yōu)勢使其成為鈉離子電池材料生產(chǎn)的重要設(shè)備。江蘇龍鑫研制了鈉離子電池材料超細粉末噴霧干燥機(專 利號:ZL 2023 2 1168225.9一種超細粉體制備用的多用噴霧干燥機),新型噴霧能增加物料的總表面積,提高鈉離子電池材料的放電能力,帶動我國鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
鈉離子電池材料專用噴霧干燥機 性能特點
鈉離子電池材料超細粉末噴霧干燥機是制備鈉離子電池材料過程中的重要設(shè)備,在生產(chǎn)鈉離子電池正極材料時,使用噴霧干燥機將含有正極材料前驅(qū)體的漿料干燥成超細粉末,然后進行后續(xù)的熱處理和燒結(jié)等工藝,zui終得到性能優(yōu)良的鈉離子電池正極材料。
(1) 工作原理
首先將含有鈉離子電池材料的漿料通過噴霧器以霧狀形式噴入干燥室。這個過程中,設(shè)備通常采用高壓氣流或離心力等方式將漿料霧化成微小的霧滴,霧滴中包含著鈉離子電池材料和溶劑。然后霧滴進入干燥室后,與經(jīng)過過濾和加熱的潔凈熱空氣充分接觸。熱空氣使溶劑迅速蒸發(fā)并排出,而鈉離子電池材料顆粒則在極短時間內(nèi)干燥成干粉形式。zui后經(jīng)過干燥后的鈉離子電池材料干粉通過收粉裝置收集,廢氣則由風(fēng)機排空。
(2) 結(jié)構(gòu)特點
霧化器是噴霧干燥機的關(guān)鍵部件,其性能直接影響到噴霧效果和粉末的質(zhì)量。對于鈉離子電池材料超細粉末的制備,需要霧化器能夠?qū){料均勻地霧化成極小的霧滴,以確保干燥后的粉末粒度細小且均勻。常見的霧化器有離心式霧化器和壓力式霧化器等。
干燥室:干燥室的設(shè)計要保證霧滴與熱空氣能夠充分接觸和混合,并且具有足夠的空間和停留時間,使溶劑能夠完全蒸發(fā)。同時,干燥室的內(nèi)壁要光滑,以減少粉末的粘附和堆積。
熱風(fēng)系統(tǒng):包括空氣過濾器、加熱器和風(fēng)機等。空氣過濾器用于過濾空氣中的雜質(zhì),確保進入干燥室的空氣潔凈;加熱器將空氣加熱到所需的溫度,為溶劑的蒸發(fā)提供熱量;風(fēng)機則提供動力,使熱空氣在干燥室內(nèi)循環(huán)流動。
收粉裝置:用于收集干燥后的鈉離子電池材料粉末,常見的收粉裝置有旋風(fēng)分離器、布袋除塵器等。收粉裝置的效率和性能直接影響到產(chǎn)品的回收率和純度。
(3) 技術(shù)參數(shù)
霧化器頻率:不同的漿料性質(zhì)和干燥要求可能需要調(diào)整霧化器的頻率,以獲得zui佳的噴霧效果。
料液流量:料液流量的大小會影響到噴霧的密度和干燥的效率,需要根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
送風(fēng)溫度:送風(fēng)溫度是影響干燥效果的重要參數(shù),對于鈉離子電池材料的噴霧干燥,送風(fēng)溫度一般在250~280℃左右。但具體的溫度設(shè)置還需要根據(jù)材料的性質(zhì)和干燥要求進行優(yōu)化。
排風(fēng)溫度:排風(fēng)溫度反映了干燥過程的進行程度,一般在100~110℃左右。排風(fēng)溫度過高可能意味著能源的浪費,而過低則可能表示干燥不完全。
(4) 優(yōu)點:
干燥速度快:由于漿料被霧化成極小的霧滴,與熱空氣的接觸面積大大增加,使得溶劑能夠在極短的時間內(nèi)迅速蒸發(fā),從而大大提高了干燥速度。
產(chǎn)品粒度均勻:通過精que控制霧化器的參數(shù)和干燥條件,可以獲得粒度均勻的超細粉末,這對于提高鈉離子電池的性能非常重要。
產(chǎn)品純度高:噴霧干燥過程在封閉的環(huán)境中進行,減少了外界雜質(zhì)的污染,同時干燥后的粉末不需要進行粉碎和篩選等后續(xù)處理,從而保證了產(chǎn)品的純度。
生產(chǎn)過程連續(xù)化:噴霧干燥機可以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),提高了生產(chǎn)效率,適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
鈉離子電池材料專用噴霧干燥機 技術(shù)改進
(1) 霧化技術(shù)改進(專 利號:2020 1 0869088 .6一種噴霧干燥用超細液體霧化裝置)
提升霧化器性能:開發(fā)新型霧化器,提高霧化效率和均勻性,使料液能夠被更精細地霧化成微小的霧滴。例如,采用先進的流體力學(xué)設(shè)計和高精度的加工工藝,優(yōu)化霧化器的結(jié)構(gòu)和噴嘴尺寸,確保料液能夠以更穩(wěn)定的狀態(tài)噴出,形成粒度更均勻的霧滴,從而提高鈉離子電池材料粉末的質(zhì)量和性能。
超細粉氣流霧化技術(shù):霧化器通過高壓泵及霧化器內(nèi)的噴孔進行一次霧化后,利用壓縮空氣對一次霧化的料液進行切割,產(chǎn)生粒徑超細的霧滴。通過調(diào)節(jié)進料壓力可以調(diào)整一次霧化的粒徑,通過調(diào)整壓縮空氣的壓力,可以使二次霧化后的粒徑更低,整套霧化器粒徑調(diào)節(jié)范圍寬。鈉離子電池材料噴霧干燥機與超高速離心噴霧干燥機比較,超細粉粒徑D50從25um細化到10um以下。
(2) 干燥工藝優(yōu)化
智能干燥控制:引入先進的傳感器技術(shù)和自動化控制系統(tǒng),對噴霧干燥過程中的溫度、濕度、氣流速度、料液流量等參數(shù)進行實時監(jiān)測和精que控制。通過建立智能的控制算法和模型,根據(jù)物料的實時狀態(tài)和干燥效果自動調(diào)整干燥參數(shù),確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。例如,當(dāng)傳感器檢測到物料的濕度較高時,自動增加熱風(fēng)的溫度或流量,加快干燥速度;當(dāng)物料的粒度分布不符合要求時,自動調(diào)整霧化器的參數(shù)。
低溫干燥技術(shù)研究:開發(fā)低溫干燥工藝,降低干燥過程中的溫度,減少對鈉離子電池材料的熱損傷。可以通過優(yōu)化熱風(fēng)的加熱方式和干燥室的結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高熱交換效率,在較低的溫度下實現(xiàn)快速干燥。
快速干燥技術(shù)研發(fā):為了滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求,提高干燥速度是關(guān)鍵。一方面,可以優(yōu)化熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng),增加熱風(fēng)的循環(huán)次數(shù)和流速,提高熱量的利用率,加快水分的蒸發(fā)速度;另一方面,改進干燥室的結(jié)構(gòu),減少物料在干燥室內(nèi)的阻力和停留時間,使霧滴能夠更快速地通過干燥室。
(3) 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計改進
優(yōu)化干燥室結(jié)構(gòu):對干燥室的形狀、尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,提高干燥效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如,采用錐形或球形的干燥室設(shè)計,使霧滴在干燥室內(nèi)能夠更均勻地分布,增加與熱風(fēng)的接觸面積,提高干燥效果;在干燥室的內(nèi)壁設(shè)置特殊的涂層或結(jié)構(gòu),防止物料的粘附和堆積,便于清潔和維護。
改進進料系統(tǒng):開發(fā)更穩(wěn)定、精que的進料系統(tǒng),確保料液能夠連續(xù)、均勻地供應(yīng)到霧化器中。可以采用高精度的計量泵或螺桿進料器,根據(jù)生產(chǎn)需求精que控制料液的流量和壓力;同時,對進料管道進行優(yōu)化設(shè)計,減少料液的堵塞和波動,提高進料的穩(wěn)定性。
增強熱交換系統(tǒng):提高熱交換器的效率和性能,確保熱風(fēng)能夠有效地將熱量傳遞給物料。可以采用高效的翅片式熱交換器或熱管式熱交換器,增加熱交換面積和傳熱系數(shù);對熱風(fēng)的風(fēng)道進行優(yōu)化設(shè)計,減少熱量的損失和泄漏,提高熱量的利用率。
(4) 能源利用效率提升
節(jié)能型設(shè)備設(shè)計:選用節(jié)能型的電機、風(fēng)機、加熱器等設(shè)備組件,降低設(shè)備的能耗。例如,采用高效的變頻電機,根據(jù)生產(chǎn)需求自動調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速,減少能源的浪費;選用新型的保溫材料,對設(shè)備的外殼和管道進行保溫處理,減少熱量的散失。
余熱回收利用:對噴霧干燥過程中產(chǎn)生的余熱進行回收利用,進一步降低能源消耗。例如,將干燥后的廢氣通過熱交換器與冷空氣進行熱交換,預(yù)熱冷空氣后再用于干燥過程,提高能源的綜合利用效率;或者將余熱用于其他生產(chǎn)環(huán)節(jié),如加熱水、預(yù)熱原材料等。
(5) 產(chǎn)品質(zhì)量控制技術(shù)提升
在線檢測與反饋控制:集成在線檢測設(shè)備,如粒度分析儀、水分檢測儀、化學(xué)成分分析儀等,對噴霧干燥過程中的產(chǎn)品質(zhì)量進行實時監(jiān)測和分析。根據(jù)檢測結(jié)果及時調(diào)整干燥參數(shù),確保產(chǎn)品的粒度、水分含量、化學(xué)成分等指標(biāo)符合要求。同時,建立反饋控制機制,當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)偏差時,自動調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù),保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
質(zhì)量追溯系統(tǒng)建立:建立完善的質(zhì)量追溯系統(tǒng),對每一批次的鈉離子電池材料進行標(biāo)識和記錄,包括原材料信息、生產(chǎn)工藝參數(shù)、質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)等。一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題,能夠快速追溯到問題的源頭,采取相應(yīng)的措施進行改進和處理,提高產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性。
江蘇龍鑫致力于推動干燥設(shè)備、工業(yè)熱能系統(tǒng)及智能裝備的技術(shù)創(chuàng)新,珍視客戶給予的充分信賴。知識產(chǎn)權(quán)是龍鑫干燥和客戶共同的生命線。在龍鑫集團,我們堅持誠實敬業(yè)的立業(yè)之本,堅持對侵權(quán)行為零容忍,嚴(yán)厲打擊任何侵犯知識產(chǎn)權(quán)的犯罪行為。這是江蘇龍鑫至高的責(zé)任、義務(wù)和承諾。我們必須精誠回報客戶的信任,徹底杜絕任何侵權(quán)行為。