鈉離子電池不僅可應用于新能源汽車領域,在低速電動車、電動摩托車、電動自行車、智能電網儲能和家用儲能系統等領域也具有廣泛的應用前景。這些領域的不斷發展和擴大,將進一步推動鈉離子電池材料生產設備的需求增長。
噴霧干燥機能夠將鈉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,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,噴霧干燥機的技術優勢使其成為鈉離子電池材料生產的重要設備。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業發展。
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備,在生產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體的漿料干燥成超細粉末,然后進行后續的熱處理和燒結等工藝,zui終得到性能優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并排出,而鈉離子電池材料顆粒則在極短時間內干燥成干粉形式。zui后經過干燥后的鈉離子電池材料干粉通過收粉裝置收集,廢氣則由風機排空。
(2) 結構特點
霧化器是噴霧干燥機的關鍵部件,其性能直接影響到噴霧效果和粉末的質量。對于鈉離子電池材料超細粉末的制備,需要霧化器能夠將漿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。同時,干燥室的內壁要光滑,以減少粉末的粘附和堆積。
熱風系統:包括空氣過濾器、加熱器和風機等。空氣過濾器用于過濾空氣中的雜質,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,為溶劑的蒸發提供熱量;風機則提供動力,使熱空氣在干燥室內循環流動。
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品的回收率和純度。
(3) 技術參數
霧化器頻率:不同的漿料性質和干燥要求可能需要調整霧化器的頻率,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,需要根據實際情況進行調整。
送風溫度:送風溫度是影響干燥效果的重要參數,對于鈉離子電池材料的噴霧干燥,送風溫度一般在250~280℃左右。但具體的溫度設置還需要根據材料的性質和干燥要求進行優化。
排風溫度:排風溫度反映了干燥過程的進行程度,一般在100~110℃左右。排風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迅速蒸發,從而大大提高了干燥速度。
產品粒度均勻:通過精que控制霧化器的參數和干燥條件,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。
產品純度高:噴霧干燥過程在封閉的環境中進行,減少了外界雜質的污染,同時干燥后的粉末不需要進行粉碎和篩選等后續處理,從而保證了產品的純度。
生產過程連續化:噴霧干燥機可以實現連續化生產,提高了生產效率,適合大規模的工業生產。
鈉離子電池材料專用噴霧干燥機 技術改進
(1) 霧化技術改進(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設計和高精度的加工工藝,優化霧化器的結構和噴嘴尺寸,確保料液能夠以更穩定的狀態噴出,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量和性能。
超細粉氣流霧化技術:霧化器通過高壓泵及霧化器內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,產生粒徑超細的霧滴。通過調節進料壓力可以調整一次霧化的粒徑,通過調整壓縮空氣的壓力,可以使二次霧化后的粒徑更低,整套霧化器粒徑調節范圍寬。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) 干燥工藝優化
智能干燥控制:引入先進的傳感器技術和自動化控制系統,對噴霧干燥過程中的溫度、濕度、氣流速度、料液流量等參數進行實時監測和精que控制。通過建立智能的控制算法和模型,根據物料的實時狀態和干燥效果自動調整干燥參數,確保產品質量的穩定性和一致性。例如,當傳感器檢測到物料的濕度較高時,自動增加熱風的溫度或流量,加快干燥速度;當物料的粒度分布不符合要求時,自動調整霧化器的參數。
低溫干燥技術研究:開發低溫干燥工藝,降低干燥過程中的溫度,減少對鈉離子電池材料的熱損傷。可以通過優化熱風的加熱方式和干燥室的結構設計,提高熱交換效率,在較低的溫度下實現快速干燥。
快速干燥技術研發:為了滿足大規模生產的需求,提高干燥速度是關鍵。一方面,可以優化熱風循環系統,增加熱風的循環次數和流速,提高熱量的利用率,加快水分的蒸發速度;另一方面,改進干燥室的結構,減少物料在干燥室內的阻力和停留時間,使霧滴能夠更快速地通過干燥室。
(3) 設備結構設計改進
優化干燥室結構:對干燥室的形狀、尺寸和內部結構進行優化設計,提高干燥效率和產品質量。例如,采用錐形或球形的干燥室設計,使霧滴在干燥室內能夠更均勻地分布,增加與熱風的接觸面積,提高干燥效果;在干燥室的內壁設置特殊的涂層或結構,防止物料的粘附和堆積,便于清潔和維護。
改進進料系統:開發更穩定、精que的進料系統,確保料液能夠連續、均勻地供應到霧化器中。可以采用高精度的計量泵或螺桿進料器,根據生產需求精que控制料液的流量和壓力;同時,對進料管道進行優化設計,減少料液的堵塞和波動,提高進料的穩定性。
增強熱交換系統:提高熱交換器的效率和性能,確保熱風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;對熱風的風道進行優化設計,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
節能型設備設計:選用節能型的電機、風機、加熱器等設備組件,降低設備的能耗。例如,采用高效的變頻電機,根據生產需求自動調整電機的轉速,減少能源的浪費;選用新型的保溫材料,對設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環節,如加熱水、預熱原材料等。
(5) 產品質量控制技術提升
在線檢測與反饋控制:集成在線檢測設備,如粒度分析儀、水分檢測儀、化學成分分析儀等,對噴霧干燥過程中的產品質量進行實時監測和分析。根據檢測結果及時調整干燥參數,確保產品的粒度、水分含量、化學成分等指標符合要求。同時,建立反饋控制機制,當產品質量出現偏差時,自動調整設備的運行參數,保證產品質量的穩定性。
質量追溯系統建立:建立完善的質量追溯系統,對每一批次的鈉離子電池材料進行標識和記錄,包括原材料信息、生產工藝參數、質量檢測數據等。一旦出現質量問題,能夠快速追溯到問題的源頭,采取相應的措施進行改進和處理,提高產品的質量可靠性。
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。