河南新乡超声波振动筛对于三元正极材料的分级、筛分与包装
三元材料生产的三大主要环节是混料磨料、高温烧结、粉碎分解,每个环节的控制以及设备的性能都会对产品产生直接或间接的影响。其中分级、筛选和包装是三元材料的环节,我们来了解下这些环节。
三元材料粒度分布会影响材料的比表面积、压实密度、极片加工性能及电池的电性能。而粉碎设备只能控制材料的粒径,却不能控制材料的粒度分布,若要控制材料的粒度分布,就要用到分级设备。三元材料的分级一般在气流粉碎机之后加上气流分级装置,直接对粉碎后的产品进行分级。
根据三元材料的粒度分布要求,可选择不同的气流分级机和分级工艺。
分级前后产品SEM图和粒度图对比
从粒度分布图中可以看出,分级后产品的粒度分布比分级前产品的粒度分布窄了很多,从粒度分布图中可以看出,一些粒径很小的颗粒已经被分离出去了。
为了避免材料中含有异物或粗大颗粒,还需对三元材料进行筛分。三元材料的Dmax至少小于50μm,但有时会出现Dmax超标的情况。如图所示。
三元材料中的大颗粒SEM图
选择合适目数的筛网可以控制材料的Dmax。从表中可以看出,三元材料需要选择300目或400目的筛网。
数目与筛网对照表
常见的筛分机有固定格筛、圆筒筛、振动筛等,三元材料常用的筛分机是振动筛。振动筛是工业上使用广泛的筛子,它利用筛网的振动来进行筛分。筛网振动的次数为900~3000次·min-1。振幅的范围在0.5~12mm,振幅越小,振动次数越多。筛子的倾斜角在0~40度之间。
振动筛筛分效率高,一般是80%~95%;筛分原料粒度的范围大,从大于250mm到0.1mm或0.01mm;单位面积产量大;易于调整,筛孔较少堵塞。这种筛子需要专门的传动设备且消耗动力。
将超声波控制器与振动筛有机结合在一起即超声波振动筛,在筛网上面叠加一个高频率低振幅的超声振动波,粉体接受巨大的超声加速度,使筛面上的物料始终保持悬浮状态,从而抑制黏附、摩擦、平降、楔入等堵网因素,性能较振动筛更为优异。
超声波振动筛
超声波振动筛的特点有:具备自洁功能,网孔不易堵塞;无须添加弹跳球等防堵网装置,防止造成污染,使筛网寿命延长;筛分精度很高,适用于40~635目,尤其是筛分100目以下的颗粒。
对于振动筛的整个工作而言,主要的部件是筛网、电机和轴承。在三元材料的使用中,筛网的选择很关键。因为三元材料的制程过程应避免带入铁杂质或者其他金属,所以筛网的材质需要选择非金属材质,且要耐碱腐蚀。
三元材料包装一般采用真空包装或真空后再充入惰性气体。
真空包装机品种较多,通常分为机械挤压式、插管式、室式输送带式、旋转台式和热成型式等。下面简单介绍一下机械挤压式真空包装机、插管式真空包装机和室式真空包装机。
机械挤压式真空包装原理是:包装袋充填结束后,在其两侧用海绵等弹性物品将袋内的空气排除,然后进行封口。这种方法简单,但真空度低,用于真空度要求不高的场合。
插管式真空包装机的特点是没有真空室,操作时将包装袋套在吸管上,直接对塑料袋抽气或抽气——充气。此机型省去真空室后结构大大简化,体积小,重量轻,造价低,故障率低;生产效率高,平均比室内真空包装机高2~3倍;缺点是产品真空度低于室内真空包装机。
室内真空包装机的形式有台式、单室式和双室式,其基本结构相同,由真空室、真空/充气系统和热封装置组成。真空/充气系统由一组电磁阀和真空泵组成,通过控制器控制各阀启闭,自动完成抽真空—充气—热封的操作或真空—热封操作。
室式真空包装机的特点是:结构紧凑,外形美观,安装方便;真空度较高;需人工放袋、取袋,因此生产率不是很高,其中台式及单室较低,双室要略高。
真空包装机品种繁多,在选择真空包装机时,由于各个用户包装尺寸不尽一样,真空包装技术等级要求不同,工作效率的要求不同,应根据用户自己产品的特点、包装袋尺寸的大小等。用户确定机型的依据除了包装机的封口长度,双排间距。真空室可利用的高度等,还应考虑下列因素:
包装速度:出于提高生产效率的考虑,可选用双室或多室的真空包装机,以提高整个生产的进度。
真空泵:是真空包装机中主要的部件,真空泵的好坏直接影响着真空包装机的包装效果。
包装机材质:现在有喷漆的冷板机柜和不锈钢机柜,真空机包装机上用得是304不锈钢。
真空度:真空包装使用的包装材料是塑料复合薄膜或塑料铝箔复合薄膜,如涤纶/聚乙烯、涤纶/聚丙烯、尼龙/聚乙烯等等。