当前位置: 搅拌机 >> 搅拌机优势 >> 破解高固含量制浆难题管线式制浆设备大显
红运机械文章来源自:高工锂电网
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摘要面向TWh时代,如何解决生产效率革新,同时实现超高固含量的优质浆料,成为动力电池企业对于制浆工序设备的核心诉求。
面向TWh时代,制浆环节正在酝酿一场工艺“新变”。
一方面,动力电池单线产能规模已经从2GWh向4GWh成熟递进,并向更大规模发起探索,作为动力电池制造的第一步,制浆的新工艺、新技术首当其冲迎来第一道考验。当前,头部动力电池企业制浆工艺已经从批次式向连续式/半连续式逐渐转换。
另一方面,材料创新的变化不断驱动正负极浆料往高固含量的趋势方向发展,包括高镍三元、三元+LFMP、锰酸锂+LFMP、纳米级LFP、硅基负极、硬碳等新材料加速应用,叠加CNT、AB、KB等难分散材料的导入,在制浆环节也引发了固含量低、易凝胶、效率低、稳定性差、换型清洗难、分散难等一系列痛点。
如何解决生产效率革新,同时实现超高固含量的优质浆料,成为动力电池企业对于制浆工序设备的核心诉求。
业内的一致共识是,未来5年,全球动力电池市场将提前进入TWh时代,迎来发展井喷期。随着巨头们不断扩增动力电池项目,对于锂电革新装备的需求也更为迫切。这无疑给技术创新能力强、产品实力过硬的装备企业带来更大的机会。
管线式制浆设备“大显身手”
诚然,锂电池规模化制造呈指数级增长、锂电材料创新百花齐放,电池企业对于更好制浆效果、更高生产效率、满足更大产能与更低成本制浆的装备,赋予了越来越高的权重。
红运机械作为国内最早致力于混合设备研发与制造的高新技术企业,在电池制浆工艺研究接近30年。公司以尊重材料特性为前提,不断推进制浆工艺的创新升级,让其在动力电池制浆装备领域,持续获得了头部企业的青睐。
“红运机械首创的管线式制浆设备,具备不会破坏活性物质颗粒表面的包覆及形貌、浆料粘度一致性高、单位能耗低、占地空间小、既可连续式又可间歇式生产、购置成本低于其它匀浆设备等核心优势。可以满足动力电池企业的大规模、高品质生产。”红运机械材料匀浆技术顾问张涛在高工锂电年会上如是说。
管线式制浆设备的创新,在于其将搅拌机的捏合及分散混合工步,拆分为管线式的捏合罐及分散罐,两步来完成匀浆;上下两个罐体分步制浆,比传统搅拌机单罐匀浆节约了一半的匀浆时间;四个罐体组成一套,可做到40分钟至90分钟出一罐浆料。
张涛指出,相较于传统的P/D设备(双行星搅拌设备),管线式制浆设备占地面积小60%,设备结构更优越,机械强度更高。同时,管线式制浆设备在使用中操作更简易;在制浆的任何时候都不会在罐体内发生机械摩擦,避免金属杂质混入浆料;设备的工作噪声非常低;在较低的制浆环境中依然可以正常生产;正负极平均单位能耗约为50KWh/t,节能效果处于目前行业最高水平。
张涛介绍,事实上,红运机械在10多年前就开发出了管线式制浆设备,但由于当时的新能源汽车市场规模不大,导致该设备未能规模上量,但红运机械始终着力于完善此设备的构造和性能。
现如今,得益于国内新能源汽车飞速发展,红运机械的管线式匀浆机契合大规模生产的优势受到了国内市场的青睐,设备的制作规格也从55L直线地增加到了L。
目前,红运机械L规格的管线式匀浆机已经成熟应用于头部动力电池企业。
步入L规格制浆时代
传统观点认为,搅拌机的规格最好不要超过L、L,否则搅拌效率会降低,工作时间会延长,分散效率也会降低。
而采用红运机械的管线式制浆机则彻底颠覆了这一观点,在提高搅拌效率、提升分散效果的基础上,不仅能够满足L,超过L以上,甚至可以达到L。
张涛介绍,如果市场需要,管线式制浆机的规格还可以再进一步提升。
L规格的制浆效率,意味着一正一负可满足动力电池企业7-8GWh年产能需求。需要指出的是,制浆效率提升的同时,红运机械是如何保障超高固含量浆料制作的?
张涛表示,好的电池浆料要符合三个特征:一是流动性、二是流平性、三是流变性。流动性与浆料的固含量和粘度有关;流平性影响的是涂布的平整度和均匀度;流变性则是指浆料在流动中的形变特征,其性质好坏将影响极片的质量优劣。
由于浆料是一种非牛顿流体,要求在保持高固含量的同时,粘度处于合适域值,不宜过高也不宜过低。浆料粘度过高,不利于流平效果及涂布;粘度过低容易导致干燥困难,降低涂布的干燥效率以及图层龟裂、面密度一致性不好等问题。
数据实例印证了红运机械管线式制浆设备的优势。早在三年前,日本某知名电池公司到红运公司采用管线式制浆设备制作三元浆料,固含量为81.23%(粘度cp),高于其用P/D搅拌机做的80.3%(粘度在-1cp),且粘度大幅度低于其经验数值。在之后的涂布环节,也充分验证了浆料效果的优异,分散效果非常好,由此得到日方公司一致赞扬。
而根据近期国内某大型电池企业对管线式制浆设备做的浆料的测试显示,数据表现十分优异。
今年8月,某科研部门对红运公司管线式匀浆设备做的浆料进行了严格的测试,也对红运管线式匀浆设备给予了高度评价。
据悉,目前在红运,管线式制浆设备与P/D设备已经各占50%。作为P/D设备的国内第一阵营企业,红运产品销量的转变也从侧面印证出市场对于管线式制浆设备的认可程度越来越高。
“如今,L-L的管线式制浆设备最为畅销,仅仅今年市场销量就接近台。”张涛透露。
随着锂电进入大规模制造新阶段,红运机械凭借管线式制浆设备,有望在锂电领域掀起制浆效率风暴。