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磷酸铁锂电极材料研磨分散机

型号:KZSD2000

浏览量:58

更新时间:2020-07-10

简要描述:

磷酸铁锂电极材料研磨分散机
KZSD2000研磨分散机有一定输送能力,对高固含量有一定粘稠度物料,KZSD2000设计了符合浆液流体特性的特殊转子,进行物料的推动输送;所有与物料接触部位均为316L不锈钢,机座采用304不锈钢;特殊要求如:硬度较大物料

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酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池。 自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A为碱金属,M为CoFe两者之组合:LiFeCoPO4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后, 1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究群,也接着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性。

美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视,并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料,尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的LiCoO2相比,LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。

 

KZSD2000研磨分散机有一定输送能力,对高固含量有一定粘稠度物料,KZSD2000设计了符合浆液流体特性的特殊转子,进行物料的推动输送;所有与物料接触部位均为316L不锈钢,机座采用304不锈钢;特殊要求如:硬度较大物料,对铁杂质要求严苛的物料,管道有一定压力并且需不间断运转的工况,可选磨头喷涂碳化物或陶瓷;KZSD2000改良型胶体磨腔体外有夹套设计,可通冷却或者升温介质。

随着国内电池厂商对电池性能要求的日益提高,国内普遍认同新能源电池材料,而磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性锂离子动力电池的性能主要取决于正负极材料,磷酸铁锂作为锂电池材料是近几年才出现的事,国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的,这些也正是动力电池重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧,穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜,寿命长等优点,是新一代锂离子电池的理想正极材料。 而现在面临的难题是颗粒状活性物质的分散性和均匀性直接响到锂离子在电池两极间的运动,因此在锂离子电池生产中各极片材料的浆料的混合分散至关重要,浆料分散质量的好坏,直接影响到后续锂离子电池生产的质量及其产品的性能。而纳米级超细粉体在制浆过程中极易形成团聚物,而传统的设备已无法解决这一难题,再者,传统设备的应用在纸浆过程中时间过长,约6-8小时,甚至更长,很大程度上限制了产量。 而我们ZKE新研发的研磨分散一体化的设备在传统工艺上再进行超细分散,这是因为:通过传统混合与搅拌设备,只能够将溶液中的大粉团打散,并均匀分布;但是,粉体形态是以微细粉团形态存于溶液之中,仅满足了宏观分散的加工要求。而浆料分散质量决定了产品的性能。  现我们ZKE推出研磨分散机 是专门针对锂电池浆料中纳米级超细粉体以及其他金属微粉材料生产中易产生团聚物且很难有效进行超细分散研制而成,设备充分利用了高线速度下的超强机械撞击力对团聚物的解聚作用,将微细粉体和团聚物充分打散,达到微观分散解聚作用,无任何死角产生。与传统分散设备相比具有结构简单、超细分散快速完成,提高了效率,且效果显著、能耗低、易维护等优点。 结构:研磨式分散机是由胶体磨,分散机组合而成的高科技产品。San级由具有精细度递升的三级锯齿突起和凹槽。定子可以无限制的被调整到所需要的与转子之间的距离。在增强的流体湍流下,凹槽在每级都可以改变方向。 第二级由转定子组成。分散头的设计也很好地满足不同粘度的物质以及颗粒粒径的需要。在线式的定子和转子(乳化头)和批次式机器的工作头设计的不同主要是因为在对输送性的要求方面,特别要引起注意的是:在粗精度、中等精度、细精度和其他一些工作头类型之间的区别不光是指定转子齿的排列,还有一个很重要的区别是不同工作头的几何学特征不一样。狭槽数、狭槽宽度以及其他几何学特征都能改变定子和转子工作头的不同功能。根据以往的惯例,依据以前的经验指定工作头来满足一个具体的应用。在大多数情况下,机器的构造是和具体应用相匹配的,因而它对制造出终产品是很重要。 磷酸铁锂电池主要应用领域有: 大型电动车辆:公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等; 轻型电动车:电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等; 电动工具:电钻、电锯、割草机等; 遥控汽车、船、飞机等玩具; 太阳能及风力发电的储能设备; UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性好); 替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池(尺寸完全相同); 小型医疗仪器设备及便携式仪器等。 锂电池浆料研磨分散机,磷酸铁锂电池材料分散机,锂电池隔膜浆料研磨分散机,锂电池浆料分散机

五、参数

分散机类型:剪切分散机

物料类型:固-液

适用物料:粉液混合分散

品牌: ZKE/中新宝

应用领域:化工

调速范围:0-10000(r/min) 

型号:KZSD2000

速度类别:有级变速(多速)

分散轮直径: 

升降行程: 

电机功率:(Kw) 

产品类型:全新

变速方式:变频器(PLG)

线速度:44m/s

罐容量:(L) 

 

1. 根据现在的分散机提供了下面图片的分散结构图,

2. 在结构上可以分8层定转子,

3. 现在用的设备的定转子是4层,我们可以采用6-8层的定转子这样分散的效果会更好一点,

4. 颗粒会更加小一点对钛酸锂在搅拌过程分散的更加细一点

5. 后面涂布有要好涂一点,对电池性能可能发挥更加好一点,

6.定转子精密度要求8层,这样不影响技术要求能适应多种工艺。

7. 而且这次要求的转速也提高到10000(r/min)这样分散的线速度也就提高了不少。

8. 现在线速度要求44m/s

9. 速度高了以后对水循环也要求高了,出来的料温要求不能超过50℃

 

迄今研究最多的正极材料是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及以上三种材料的衍生物,如LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 等。

LiCoO2 是一大规模商品化的正极材料,90%以上的商品化锂离子电池采用LiCoO2 作为正极材料。LiCoO2 的研究比较成熟,综合性能优良,但价格昂贵,容量较低,存在一定的安全性问题。

LiNiO2 成本较低,容量较高,但制备困难,材料性能的一致性和重现性差,存在较为严重的安全问题。LiNi0.8Co0.2O2 可看成LiNiO2 和LiCoO2的固溶体,兼有LiNiO2 和LiCoO2 的优点,一度被人们认为是可能取代LiCoO2 的新型正极材料,但仍存在合成条件较为苛刻(需要氧气气氛)、安全性较差等缺点,综合性能有待改进;同时由于含较多昂贵的Co,成本也较高。

尖晶石LiMn2O4 成本低,安全性好,但循环性能尤其是高温循环性能差,在电解液中有一定的溶解性,储存性能差。

新型的三元复合氧化物镍钴锰酸锂(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等材料的各自优点:成本与LiNi0.8Co0.2O2 相当,可逆容量大,结构稳定,安全性较好,介于LiNi0.8Co0.2O2 和LiMn2O4 之间,循环性能好,合成容易;但由于含较多昂贵的Co,成本也较高。对中大容量、中高功率的锂离子电池来说,正极材料的成本、高温性能、安全性十分重要。

上述LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正极材料尚不能满足要求。因此,研究开发能用于中大容量、中高功率的锂离子电池的新型正极材料成为当前的热点。

正交橄榄石结构的LiFePO4 正极材料已逐渐成为国内外新的研究热点。初步研究表明,该新型正极材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正极材料的各自优点:不含贵重元素,原料廉价,资源极大丰富;工作电压适中(3.4V);平台特性好,电压极平稳(可与稳压电源媲美);理论容量大(170mAh/g);结构稳定,安全性能(O 与P 以强共价键牢固结合,使材料很难析氧分解);高温性能和热稳定性明显优于已知的其它正极材料;循环性能好;充电时体积缩小,与碳负极材料配合时的体积效应好;与大多数电解液系统兼容性好,储存性能好;无毒,为真正的绿色材料。

与LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正极材料相比,LiFePO4 正极材料在成本、高温性能、安全性方面具有突出的优势,可望成为中大容量、中高功率锂离子电池的正极材料。

该材料的产业化和普及应用对降低锂离子电池成本,提高电池安全性,扩大锂离子电池产业,促进锂离子电池大型化、高功率化具有十分重大的意义,将使锂离子电池在中大容量UPS、中大型储能电池、电动工具、电动汽车中的应用成为现实。


 

影响分散乳化结果的因素有以下几点
1 分散头的形式(批次式和连续式)(连续式比批次好)
2 分散头的剪切速率 (越大,效果越好)
3 分散头的齿形结构(分为初齿,中齿,细齿,超细齿,约细齿效果越好)
4 物料在分散墙体的停留时间,乳化分散时间(可以看作同等的电机,流量越小,效果越好)
5 循环次数(越多,效果越好,到设备的期限,就不能再好)
 
线速度的计算
剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-转子 间距 (m)
由上可知,剪切速率取决于以下因素:
– 转子的线速率
– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。
ZKE 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm
 
速率V= 3.14 X D(转子直径)X 转速 RPM / 60
 
    高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是*重要的。根据一些行业特殊要求,中新宝公其剪切速率可以超过200.00 rpm,转子的速度可以达到66m/s。在该速度范围内,由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强,乳液的粒经分布更窄。由于能量密度极高,无需其他辅助分散设备,可以达到普通的高压均质机的400BAR压力下的颗粒大小.
 
锂电池正极材料制作方法:锂电池的正极浆料(负极浆料)一般由正极活性物质、导电剂、粘结剂、溶剂组成。湿法制浆,为了让难分散的导电剂先分散,利用中新宝ZKE高剪切研磨分散机先将pvdf(聚偏氟乙烯)粘结剂分散到nmp(n-甲基吡咯烷酮)中搅拌数小时,然后再将导电剂分散到溶剂中搅拌数小时,然后投入活性物质搅拌,此方法搅拌耗时较长,采用的厂家越来越少。干法制浆是将干粉类的导电剂(如导电碳、导电石墨)和活性物质、pvdf先在搅拌罐中干混较短时间,先固相分散。然后逐步加入nmp调节浆料的固含量,并改变搅拌的公转自转达到快速分散。三元材料的结构li(ni,co,mn)o2的晶型属于六方晶系,是α-nafeo2的层状结构化合物li+和过渡金属交替处于材料的3a(000)和3b(001/2)位置,o2-处于6c(00z)位置。其中6c的位置上的o是立方密堆积型,3b位置的过渡金属离子和3a位置上的li分别交替占据材料八面体的空隙, 在(111)面上呈现出层状排列。层状的镍钴锰正极材料是一种有发展前景的材料。与传统的磷酸铁锂,钴酸锂等材料相比 ,三元正极材料具有成本低,放电容量大,循环性能好结构稳定等特点。根据不同镍钴锰(ni, co, mn简称ncm)的比例不同我们将ncm分为523,721,622以及等量的111(1/3 :1/3 : 1/3)等多种材料。ncm随着三种元素的比例不同展现出不同的性能,衍生出多种正极材料,三元材料大致可以分为下面两类:ni : mn等量型。例如我们常见的111,424。 这些材料里面的co为+3价,ni为+2价,mn为+4价,在充放电的过程中mn的价态保持不变,在材料中起着结构稳定的作用, 在充电的过程中ni2+会被氧化为ni4+,失去2个电子,保持材料的高容量特性。还有另一类为富镍型,例如我们常见的523,622,811型等这类材料中的co为+3价,ni为+2/+3价,mn为+4价。在充电的过程中,材料的ni2+/3+,co3+发生氧化反应mn4+不会发生变化。三元材料的优势:正极材料是锂电池中蕞为关键的原材料,它决定了电池的安全性能和电池能否大型化。同时,由于锂离子电池正极材料在电池成本中占比蕞高,所以其成本也直接决定电池成本的高低。应该说锂离子正极材料的发展引领了锂离子电池的发展。而在正极材料中,蕞具争议的就是三元材料与磷酸铁锂了。相比于磷酸铁锂,三元材料是目前量产的正极材料中潜力蕞大的一种。 
三元材料研磨分散机采用中新宝优化设计理念,将先进的技术与创新的思维有效融合,并体现在具体的设备结构设计中,为设备稳定运行提供了保证.通过梳齿状定子切割破碎,缝隙疏密决定细度大小,超高线速度的吸料式叶轮提供超强切割力。采用整体式机械密封,大程度上解决了高速运转下的物料泄漏以及冷却介质污染等问题,安装与更换方便快捷.采用国际先进的受控切割技术,将物料粉碎细度控制在设定范围之内,满足生产中的粗、细及超细湿法粉碎的要求.
1 KZSD2000系列作为一个用于混合分散工艺的设备,其具有连续式性操作,因此也被称作连续式超高速混合分散机,能够更好满足大批量连续化生产作业要求.与传统的批次分散机相比具有以下优势
 
1分散效果高:批次分散机在进行分散前往往需要预搅拌,在其基础上才能实现较好的分散混合效果.因此所需要时间更多,产量更小.适用于不连续生产或者产量较小的生产.而连续式分可以直接进行投料,更短时间能够实现混合分散的颗粒经的要求.产量大效率高,适用于连续式生产,产量更大的情况.
 
2 分散效果好:批次分散机安装在罐体内,物料与分散头较松散,工作时依靠强大的吸力使物料进入分散头中,但在分散过程中,存在部分物料逃逸的情况,混合分散颗粒经分布较宽,此外批次分散机的分散头为单层结构。不能实现足够小的颗粒经要求。而连续式分散由于分散腔体内部设计足够小,分散头与物料紧密接触,剪切充分,同时分散腔体设计成多层转定子咬合结构,优化粗齿结构,可以满足混合分散的颗粒经分布较窄,效率更高
 
3 技术功能指标更高:KZSD2000系列管线式分散机和批次分散机比较在相同的马达情况下,转速有明显优势,KZSD2000转速可以达到14000RPM,可以在更短的恶时间内处理更多符合要求的物料,能够为大批量生产的企业实现生产过程的成本降低。
 
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KZSD2000磷酸铁锂电极材料研磨分散机选型表

型号

标准流量L/H

输出转速Rpm

标准线速度m/s

马达功率KW

进口尺寸

出口尺寸

KZSD2000/4

300-1,000

18,000

51

4

DN25

DN15

KZSD2000/5

1,000-1,500

13,500

51

11

DN40

DN32

KZSD2000/10

3,000

9,300

51

22

DN50

DN50

KZSD2000/20

8,000

3,600

51

37

DN80

DN65

KZSD2000/30

20,000

3,600

51

75

DN150

DN125

KZSD2000/50

40,000

2,500

51

160

DN200

DN150

1 表中上限处理量是指介质为“水”的测定数据。

 

2 处理量取决于物料的粘度,稠度和zui终产品的要求。

 

3 参数内的各种型号的流量主要取决于所配置的乳化头的精密程度而定。

 

4 本表的数据因技术改动,定制而不同,正确的参数以提供的实物为准。

 

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