宏工科技喻坚:釜式干燥机具有5大技术优势

随着锂电业的高速发展,设备的更新迭代也在.

随着锂电业的高速发展,设备的更新迭代也在加速进行。在日前举行的“2022中国(遂宁)国际锂电产业大会暨新能源汽车及动力电池国际交流会”上,宏工科技股份有限公司干燥设备负责人喻坚作主题演讲,就“釜式干燥机在三元材料中的应用”进行了分享。

行业周知,水分含量会对三元材料的性能有影响。喻坚指出,首先水分过量就会影响PVDF的流平性和流动性,不利于浆液涂布,同时还会引起电解质的分解,产生腐蚀性特别强的***,最终导致电池出现安全性问题。第二,水分会影响电池首次放电量、电池内阻、电池容量的衰减和电池厚度。所以电池的水量不是越多或者越少越好,必须要进行精准控制。目前行业普遍要求含水率在800PPM以下。

在干燥过程中,设备与物料接触的地方都需要隔绝一些金属异物元素,通常这些异物主要是铁、镉、镍、铜、锌等。喻坚解释,因为金属异物会导致负极产生枝晶、膈膜穿孔,造成电池内部短路,最后导致电池的自放电甚至起火和爆炸,所以生产过程中要以产品的PPB级数量标准来进行精准控制。另外,还必须要控制设备的磨损所导致金属异物的增加。

含水量、金属异物对于干燥设备提出了高标准要求,另外物料品质控制也是重要的内容。喻坚指出,在干燥过程中温度不能超过120℃,否则会导致物料晶体结构不稳定,容易破碎,对电池性能造成不良影响。他表示,目前市场上的干燥设备,主要存在产能低、干燥时间比较长等痛点。另外,客户对含水率要求高,有的含水率已经要求到500PPM以下,这也是需要改进的地方。

据喻坚介绍,目前市场上主流的干燥机设备主要有釜式、双锥、耙式、振动以及盘式等种类,通过对这些干燥机进行产能、密封性、异物增加量、破粉率、残留率等方面的比较,釜式干燥机的性能表现都比较优异。

双锥干燥机是因为内部没有桨叶结构,所以万一材料粘壁就会造成材料过热的情况。且进、出料口需要人工的辅助,无法实现设备的全自动化。耙式干燥机在工作过程中的转速比较高,所以破粉率和金属异物控制不是很好。振动干燥机设备平台的刚性和耗能比较大。而且双锥、耙式,因为它们的轴密封始终与物料接触,所以为了保证设备的真空度,要对轴密封进行频繁的维修和配换。盘式干燥机,虽然产能比较大,但是对金属异物的控制不够好,并且易损件较多,需要经常维护。

目前宏工科技已经研发出三种规格的釜式干燥机,分别是500L、2000L和5000L的容量,处理容积分别是350L、1200L和2500L。喻坚表示,公司设备的搅拌功率相对比较小,工作的转数一般是在1-10转,能够满足不同客户的需求。设备的加热模块出口可以控制在30-250度,控制精准在±1度左右,线千瓦,能够较好保证整个系统的真空度。

据喻坚介绍,宏工科技的釜式干燥设备产品具有五大优势。第一是高产能、高真空度,第二是低金属异物和低破粉率,第三是低残留率,第四是低损耗率,第五是智能化集成。

第一高产能,现在宏工科技已经制造出规格5000升的釜式干燥机,设计产能每批3000千克,已经远超同行业的同类型设备。喻坚表示,影响真空度的是轴密封和进出料口。宏工通过改良机械密封,其转数比较低而且不与物料接触,所以能够长时间保持较高的真空度。进料口是气囊的补偿密封,能够远比现在市场上的球阀和蝶阀效果好很多。出料口有两个密封,一个轴密封和一个端密封,两个地方都设置吹扫口,能保证密封面的清洁度。

第二低金属异物和低破粉率,现在设备筒体和桨叶都喷涂碳化钨,而且筒体在高温下结构比较稳定,桨叶和筒体、筒壁的间距都控制在一定范围,能够减少设备与物料之间的磨损造成金属异物增加。对于低破粉率,采用低速电机加高速电机的传动方式,低速干燥、高速出料,能够减少物料之间的挤压碰撞而导致的保护层破坏。

第三低残留率,在设备里面主要是桨叶的结构,目前桨叶分为两把耙式桨叶和一把推式桨叶,推式桨叶设置了刮刀,控制筒体的平面度,能够严格控制刮刀和筒体的间距,控制在3毫米左右,所以能够把握比较低的残留率。而且,物料在整个干燥过程中,中心物料可以往下走,底部物料通过离心运动往边缘走,边缘物料通过桨叶抬升作用往上面走,能够保证整个物料的循环均匀干燥。

第四低损耗率。气固分离器设置了加热功能,避免了气体因为温度和压力的变化造成冷凝,然后减少物料的敷袋。设备设置了气囊反吹功能,就算物料敷袋,也可以把物料反吹回釜体。设备的滤芯过滤面积比较大,是常规过滤面积的2.5倍,所以过滤的风速比较慢且精度很高,可以很好地减少物料的流失。

第五智能化集成。喻坚表示,公司的干燥设备能够把所有环节都集成在一个控制系统里,根据设定程序自行运转。系统设置多处压力和温度传感器,可以监控整个干燥过程中的系统参数,温度、湿度、压力、设备转数等,整个智能控制不需要人工参与,能够实现智能化操作。

据喻坚介绍,宏工科技成立于2008年,专业从事物料处理和工业自动化的研究及EPC工程总包服务,提供一站式物料处理综合解决方案。公司核心设备目前有釜式干燥机、研磨机、包装机等。公司目前在东莞、无锡、株洲和长沙有四个生产研发基地。从2015年进军锂电行业,目前公司已经成为锂电材料、精细化工等领域物料自动化处理解决方案的领先企业。

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