固態電池電解質是固態電池的關鍵組成部分,是一種固態、具有離子導電性的物質,可在電池正負極之間傳導鋰離子,起到類似于傳統液態電池中電解液的作用。隨著固態電池能量密度的提高和成本的降低,其在新能源汽車領域的應用將逐漸擴大,從gao端車型向中低端車型滲透,推動新能源汽車產業的發展,滿足消費者對長續航、快速充電和高安全性的需求。固態電池電解質主要類型為:
(1) 聚合物電解質:通常由聚合物基體和鋰鹽組成,如聚環氧乙烷(PEO)等。具有良好的柔韌性和可加工性,能制成各種形狀和尺寸的電解質膜,與電極材料的界面相容性較好。但其離子電導率相對較低,尤其是在室溫下,會影響電池的充放電性能;在高溫下可能會發生聚合物鏈的熱運動加劇,導致離子傳導通道的破壞,從而降低離子電導率。對聚合物電解質的研究不斷深入,通過改變聚合物的結構、添加高性能的鋰鹽以及采用復合化等手段,提高其離子電導率和機械性能。
(2) 氧化物電解質:包括石榴石型、NASICON 型、鈣鈦礦型等結構的氧化物。具有較高的離子電導率、良好的化學穩定性和機械強度,不易燃燒和揮發,安全性高。不過,其制備工藝復雜,需要高溫燒結等過程,成本較高;與電極材料的界面接觸電阻較大,會影響電池的整體性能。將不同類型的電解質材料與氧化物電解質進行復合,綜合各材料的優勢,形成性能更優的多元復合電解質體系,以滿足固態電池對電解質高離子電導率、高穩定性和良好界面相容性的要求。
(3) 硫化物電解質:如硫銀鍺礦型硫化物等,具有極高的離子電導率,在室溫下就能表現出較好的導電性能,能有效提高電池的充放電效率和功率性能;與金屬鋰負極的相容性較好,可抑制鋰枝晶的生長,提高電池的安全性和循環壽命。但硫化物電解質對水分和氧氣非常敏感,容易發生水解和氧化反應,需要在干燥、無氧的環境下制備和使用;成本也較高,且大規模生產的工藝有待進一步完善。
固態電池相比傳統鋰電池,具有更高的能量密度和更好的安全性,能夠滿足消費者對電子產品和電動汽車續航能力及安全性的高要求,在新能源汽車、消費電子、儲能等領域的應用前景廣闊。固態電池被視作未來電池技術的關鍵發展方向,眾多車企和電池企業紛紛布局。隨著這些企業的固態電池項目推進,對固態電池電解質的需求必然大增,從而有力地帶動固態電池電解質專用噴霧干燥塔的市場需求。
針對固態電池對電解質粉末的性能要求極高,如粒度分布、純度、干燥度等,江蘇龍鑫持續創新,成功研發了固態電池電解質專用噴霧干燥塔,通過精que控制干燥過程,提高干燥效率、降低能耗,并改善固態電解質的粒度分布、純度和穩定性等質量指標,滿足固態電池生產對高性能電解質的需求。新裝備可以與固態電池電解質的特殊工藝要求進行適配,以滿足各種固態電池材料量產過程中的干燥需求。例如,干法電極工藝中采用的硫化物固態電解質對極性有機溶劑極為敏感,需要使用能夠實現完全干燥、避免溶劑殘留的干燥設備,技術創新的固態電池電解質專用噴霧干燥塔通過精準的參數控制和穩定的運行,實現每一批次電解質粉末性能的高度一致,有助于提高固態電池的良品率和一致性,降低生產成本,增強市場競爭力。
新型聚合物固態電池電解質超細粉末專用氣流式噴霧干燥機
隨著新能源汽車、儲能系統等領域對高性能電池的需求不斷增加,固態電池作為下一代電池技術的重要發展方向,受到了廣泛關注。聚合物固態電池電解質作為固態電池的關鍵組成部分,其生產規模也將隨著固態電池產業的擴張而迅速增長,從而為聚合物電解質專用氣流式噴霧干燥機帶來了廣闊的市場空間。在聚合物固態電池電解質的研發過程中,需要不斷探索新的材料配方和制備工藝,以提高電解質的性能。江蘇龍鑫的氣流式噴霧干燥機作為一種能夠制備超細粉末的先進設備,與傳統的干燥方法相比,具有干燥速度快、產品粒度均勻等優點,能夠有效提高聚合物固態電池電解質的生產效率和產品質量,滿足大規模工業化生產的要求。
(1) 聚合物固態電池電解質干燥機 工作原理
氣流式噴霧干燥機是利用高速氣流將液體物料霧化成微小的液滴,液滴與熱空氣充分接觸并進行熱交換,在短時間內迅速蒸發水分,從而得到干燥的粉末狀產品。其具體過程為:壓縮空氣或水蒸氣以≥300m/s的速度從噴嘴噴出,靠氣液兩者間的速度差產生的摩擦力,使聚合物固態電池電解質溶液分離成細小的霧滴,霧滴與熱空氣接觸,其中的水分快速蒸發,形成超細粉末。
(2) 聚合物電解質氣流噴霧干燥機 設備特點
干燥效果好:能夠實現微米級小粒徑粉末的干燥,顆粒粒徑正態分布較陡,顆粒比較均勻,粒徑大小還可調節,所得的聚合物固態電池電解質超細粉末質量高、性能穩定,能更好地滿足固態電池生產的要求。
霧化系統先進:采用創新的氣流霧化結構,如雙孔異偏機構,實現二段霧化方式,霧滴均勻度良好。霧化系統噴嘴可采用金剛石鍍膜,比普通的SUS304材質更加耐磨,使用壽命大幅提高。
控制系統精que:具備全自動控制與手動控制雙重模式,通過彩色觸摸屏動態顯示整個實驗過程的參數,如進風口溫度、出風口溫度、蠕動泵轉速、風量、通針頻率等,可實時調控PID恒溫控制技術,能精que控制干燥過程,確保產品質量的穩定性和一致性。
設備易維護:整個霧化機構無任何塑料墊片和電機,使用壽命長,且拆裝和清洗方便。部分設備還設有噴咀清潔器,在噴咀被堵塞時會自動清除,通針的頻率可自動調整。
適用范圍廣:對物料的適用性強,不僅適用于聚合物固態電池電解質溶液,對其他溶液如乳濁液、懸浮液等也具有廣譜適用性,還可用于各種熱敏性物料的干燥,能在瞬間完成干燥過程,zui大程度保留物料的活性成分和性能。
(3) 聚合物電解質氣流噴霧干燥機 應用優勢
提高電池性能:生產出的聚合物固態電池電解質超細粉末具有良好的粒度分布和純度,能夠有效提高固態電池的離子電導率和電化學性能,從而提升電池的能量密度、充放電效率和循環壽命,增強固態電池在市場上的競爭力。
滿足大規模生產需求:其高效的干燥能力和穩定的性能,使其能夠適應大規模工業化生產的要求,為固態電池的產業化發展提供有力支持,有助于推動聚合物固態電池在電動汽車、儲能等領域的廣泛應用。
助力研發創新:在新材料的研發過程中,可升為低溫噴霧干燥機的功能,能夠實現在35℃~280℃大區間范圍對物料進行噴霧干燥,為研究不同溫度條件下聚合物固態電池電解質的性能和制備工藝提供了便利,有利于加速新材料的研發和創新。
多元復合氧化物固態電池電解質離心氣流多用噴霧干燥機(專 利號:ZL 2023 2 1168225.9)
固態電池市場呈現快速增長態勢,據預測2024~2030年期間,全球固態電池出貨需求將以133%的年復合增長率快速增長,這將極大地推動多元復合氧化物固態電池電解質的生產需求,進而促使相關企業增加對離心氣流多用噴霧干燥機的采購,以滿足大規模生產的需要。為了提高固態電池的性能和安全性,對電解質超細粉末的粒度要求越來越嚴格,江蘇龍鑫的超細粉末離心氣流多用噴霧干燥機通過改進設備結構和優化工藝參數,實現對多元復合氧化物固態電池電解質超細粉末粒度的更精準控制,確保產品質量的穩定性和一致性,提高固態電池的性能和安全性。
(1) 氧化物質離心氣流多用噴霧干燥機 結構組成
霧化系統:離心氣流多用噴霧干燥機通過設置離心霧化器、氣流式霧化器、壓力式霧化器,熱風經熱風通道進入,首先通過旋渦型整流通道,然后經熱風出口將熱風送入噴霧干燥塔內部;離心霧化器裝在熱風出口的上面,如需更換為壓力式(氣流式)霧化器只需要更換霧化裝置即可;如果單支壓力式(氣流式)霧化器無法滿足產能時,只需要通過在熱風通道內圈內拆入多支噴槍即可實現;多元復合氧化物固態電池電解質超細粉末離心氣流多用噴霧干燥機通過簡單的切換,即能完成離心噴霧干燥、又能完成壓力式(氣流式)兩種干燥工藝,操作方便快捷,設備成本不高。
進風系統:由空氣過濾器、加熱器、進風蝸殼、熱風分配器等組成。空氣過濾器用于去除空氣中的雜質和灰塵,防止其混入氧化物固態電池電解質產品中影響產品質量;加熱器則負責將過濾后的空氣加熱到設定的溫度,為物料干燥提供所需的熱量;進風蝸殼和熱風分配器用于引導熱空氣進入干燥塔,并使其與霧化后的液滴形成良好的接觸,提高干燥效率。
干燥主機:干燥塔是整個設備的核心部分,其內部結構設計直接影響到熱空氣與液滴的接觸效果和干燥效率。干燥塔通常為圓柱形,高度和直徑根據生產規模和工藝要求而定,內部設有氣流導向裝置,以確保熱空氣與液滴形成良好的并流或混流狀態,使干燥過程更加均勻、高效。
收料系統:超細粉末離心氣流多用噴霧干燥機采用氣箱脈沖布袋除塵器,能夠有效地去除含塵氣體中的細小粉塵顆粒,其除塵效率通常可達 99.8% 以上,甚至對于微米級的粉塵也能達到很高的捕集效率,能夠滿足嚴格的環保排放標準,有效減少粉塵排放對環境的污染。
控制系統:配備先進的控制系統,用于控制整個干燥過程中的各項參數,如進風溫度、出風溫度、霧化器轉速、料液流量等,以確保干燥效果的穩定和可靠。控制系統一般包括溫度控制器、壓力控制器、流量控制器、變頻器等設備,可以實現對干燥過程的自動化控制和監測,并根據物料的特性和干燥要求,自動調整到zui佳的干燥參數。
(2) 氧化物質離心氣流多用噴霧干燥機 性能特點
干燥速度快:由于采用了離心噴霧和氣流噴霧兩種霧化方式,將液態物料分散成了微小的液滴,與熱空氣的接觸面積大幅增加,使得水分能夠在極短的時間內迅速蒸發,大大提高了生產效率,特別適合于氧化物固態電池電解質超細粉末等熱敏性物料的干燥,能夠有效避免物料在長時間干燥過程中發生變質或性能下降等問題。
適用范圍廣:離心氣流多用噴霧干燥機既可以處理低粘度的溶液狀物料,也可以處理高粘度的懸浮液或乳液狀物料,還可以處理含有固體顆粒的物料,對于不同性質和組成的氧化物固態電池電解質物料都具有良好的適應性,能夠滿足多樣化的生產需求。
操作靈活性高:用戶可以根據物料的特性和干燥要求,靈活選擇離心噴霧或氣流噴霧方式,或者在干燥過程中根據需要切換霧化方式,以達到zui佳的干燥效果。此外,設備的各項參數可以根據實際情況進行調整和優化,操作簡單方便,易于掌握。
環保性能好:配備了高效的收料系統和廢氣處理裝置,能夠有效地收集干燥后的粉末,減少粉塵排放,同時對廢氣進行凈化處理,降低對環境的污染。此外,設備的熱回收系統可以回收利用干燥過程中產生的余熱,降低能源消耗,實現節能減排的目的。
高性能硫化物固態電池電解質閉路循環噴霧干燥機
新能源汽車對高性能電池的需求不斷增加,以滿足長續航里程和快速充電的要求。固態電池能夠很好地契合這些需求,隨著新能源汽車產量的持續上升,對硫化物固態電池電解質的需求也會相應增加,從而推動相關干燥機市場的發展。硫化物固態電池電解質具有對空氣和水分敏感、易氧化等特殊性質,江蘇龍鑫的閉路循環噴霧干燥機具備氣密密封、惰性氣體保護、低溫干燥等特殊的設計和功能,可防止硫化物電解質在干燥過程中受到污染或變質。龍鑫智能深耕新能源行業十多年,為硫化物電解質客戶提供高效、節能、智能化干燥系統及前沿創新解決方案。我們有多樣化的設備型號和配置選擇,以滿足從實驗室研究到大規模工業化生產的各類用戶需求,包括小型實驗型干燥機、中試規模干燥機和大型工業化生產干燥機等。
(1) 硫化物電解質閉路循環噴霧干燥機 工作原理
閉路循環噴霧干燥機采用惰性氣體(如氮氣)作為循環載體。液態的硫化物固態電池電解質物料經輸液泵輸送至噴頭處,被霧化成細小液滴,然后在干燥塔內與熱氮氣充分進行熱交換,使物料中的液態部分瞬間蒸發,固態部分形成粉狀物料。在此過程中,有機溶劑被蒸發并以氣態形式進入回收系統,經過冷凝和分離處理后回收再利用,整個干燥過程在密閉的環境中進行。
(2) 硫化物電解質閉路循環噴霧干燥機 技術優勢
提高材料性能:通過噴霧干燥技術,可以使硫化物固態電池電解質形成具有特定形貌和尺寸的顆粒,如納米級顆粒,從而增加其比表面積,提高離子電導率和電化學性能。
控制材料結構:可以精que控制干燥過程中的溫度、濕度和氣流速度等參數,從而實現對硫化物固態電池電解質材料的晶體結構和微觀形貌的調控。這有助于改善材料的穩定性、機械性能和與電極材料的相容性,提高電池的整體性能。
干燥效果好:能夠將硫化物固態電池電解質物料快速干燥成均勻的粉狀或顆粒狀,所得產品具有良好的流動性和分散性,有利于后續的加工和應用。此外,通過精que控制干燥條件,可以有效避免物料在干燥過程中發生團聚、變形或分解等問題,保證了產品的質量和性能。
安全性高:由于采用惰性氣體作為循環介質,避免了物料與空氣中的氧氣接觸,從而防止了硫化物固態電解質在干燥過程中發生氧化反應,降低了起火或爆炸的風險,提高了生產過程的安全性,特別適用于處理易燃易爆的有機溶劑和對空氣敏感的物料。
實現連續化生產:閉路循環噴霧干燥機能夠適應大規模連續化生產的需求,提高生產效率,降低生產成本,有利于推動硫化物固態電池電解質的產業化發展。
自動化程度高:配備先進的控制系統,如PLC控制和觸摸屏操作界面,可實現對進風溫度、出風溫度、變頻量、通針頻率等參數的精que顯示和控制,還具有數據記錄、曲線分析、報警和過載保護等功能,提高了生產過程的自動化程度和穩定性,降低了人工勞動強度和操作誤差。
江蘇龍鑫致力于推動干燥設備、工業熱能系統及智能裝備的技術創新,珍視客戶給予的充分信賴。知識產權是龍鑫干燥和客戶共同的生命線。在龍鑫集團,我們堅持誠實敬業的立業之本,堅持對侵權行為零容忍,嚴厲打擊任何侵犯知識產權的犯罪行為。這是江蘇龍鑫至高的責任、義務和承諾。我們必須精誠回報客戶的信任,徹底杜絕任何侵權行為。