磷酸鐵鋰電極材料研磨分散機(jī),負(fù)極材料高剪切分散機(jī),在線式高剪切分散機(jī),電池負(fù)極材料分散機(jī),電池正*速分散機(jī),三元電池材料分散機(jī),三元電池材料高剪切分散機(jī)

酸鐵鋰電極材料主要用于各種鋰離子電池。 自1996年日本的NTT*揭露AyMPO4(A為堿金屬，M為CoFe兩者之組合：LiFeCoPO4)的橄欖石結(jié)構(gòu)的鋰電池正極材料之后， 1997年美國(guó)德克薩斯州立大學(xué)John. B. Goodenough等研究群，也接著報(bào)導(dǎo)了LiFePO4的可逆性地遷入脫出鋰的特性。

美國(guó)與日本不約而同地發(fā)表橄欖石結(jié)構(gòu)(LiMPO4), 使得該材料受到了*的重視，并引起廣泛的研究和迅速的發(fā)展。與傳統(tǒng)的鋰離子二次電池正極材料，尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4和層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料來(lái)源更廣泛、價(jià)格更低廉且無(wú)環(huán)境污染。

KZSD2000研磨分散機(jī)有一定輸送能力，對(duì)高固含量有一定粘稠度物料，KZSD2000設(shè)計(jì)了符合漿液流體特性的特殊轉(zhuǎn)子，進(jìn)行物料的推動(dòng)輸送；所有與物料接觸部位均為316L不銹鋼，機(jī)座采用304不銹鋼；特殊要求如：硬度較大物料，對(duì)鐵雜質(zhì)要求嚴(yán)苛的物料，管道有一定壓力并且需不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，可選磨頭噴涂碳化物或陶瓷；KZSD2000改良型膠體磨腔體外有夾套設(shè)計(jì)，可通冷卻或者升溫介質(zhì)。

隨著國(guó)內(nèi)電池廠商對(duì)電池性能要求的日益提高，國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同新能源電池材料，而磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，難以分解，即便在高溫或過(guò)充時(shí)也不會(huì)像鈷酸鋰一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì)，因此擁有良好的安全性鋰離子動(dòng)力電池的性能主要取決于正負(fù)極材料，磷酸鐵鋰作為鋰電池材料是近幾年才出現(xiàn)的事，國(guó)內(nèi)開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池是2005年7月。其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無(wú)法相比的，這些也正是動(dòng)力電池重要的技術(shù)指標(biāo)。1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。單節(jié)電池過(guò)充電壓30V不燃燒，穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用。以滿足電動(dòng)車頻繁充放電的需要。具有無(wú)毒、無(wú)污染、安全性能好、原材料來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。 而現(xiàn)在面臨的難題是顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動(dòng)，因此在鋰離子電池生產(chǎn)中各極片材料的漿料的混合分散至關(guān)重要，漿料分散質(zhì)量的好壞，直接影響到后續(xù)鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量及其產(chǎn)品的性能。而納米級(jí)超細(xì)粉體在制漿過(guò)程中極易形成團(tuán)聚物，而傳統(tǒng)的設(shè)備已無(wú)法解決這一難題，再者，傳統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用在紙漿過(guò)程中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，約6-8小時(shí)，甚至更長(zhǎng)，很大程度上限制了產(chǎn)量。 而我們ZKE新研發(fā)的研磨分散一體化的設(shè)備在傳統(tǒng)工藝上再進(jìn)行超細(xì)分散，這是因?yàn)椋和ㄟ^(guò)傳統(tǒng)混合與攪拌設(shè)備，只能夠?qū)⑷芤褐械拇蠓蹐F(tuán)打散，并均勻分布；但是，粉體形態(tài)是以微細(xì)粉團(tuán)形態(tài)存于溶液之中，僅滿足了宏觀分散的加工要求。而漿料分散質(zhì)量決定了產(chǎn)品的性能。  現(xiàn)我們ZKE推出研磨分散機(jī) 是專門針對(duì)鋰電池漿料中納米級(jí)超細(xì)粉體以及其他金屬微粉材料生產(chǎn)中易產(chǎn)生團(tuán)聚物且很難有效進(jìn)行超細(xì)分散研制而成，設(shè)備充分利用了高線速度下的*機(jī)械撞擊力對(duì)團(tuán)聚物的解聚作用，將微細(xì)粉體和團(tuán)聚物充分打散，達(dá)到微觀分散解聚作用，無(wú)任何死角產(chǎn)生。與傳統(tǒng)分散設(shè)備相比具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、超細(xì)分散快速完成，提高了效率，且*、能耗低、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)：研磨式分散機(jī)是由膠體磨,分散機(jī)組合而成的高科技產(chǎn)品。San級(jí)由具有精細(xì)度遞升的三級(jí)鋸齒突起和凹槽。定子可以無(wú)限制的被調(diào)整到所需要的與轉(zhuǎn)子之間的距離。在增強(qiáng)的流體湍流下，凹槽在每級(jí)都可以改變方向。 第二級(jí)由轉(zhuǎn)定子組成。分散頭的設(shè)計(jì)也很好地滿足不同粘度的物質(zhì)以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉(zhuǎn)子（乳化頭）和批次式機(jī)器的工作頭設(shè)計(jì)的不同主要是因?yàn)樵趯?duì)輸送性的要求方面，特別要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細(xì)精度和其他一些工作頭類型之間的區(qū)別不光是轉(zhuǎn)子齒的排列，還有一個(gè)很重要的區(qū)別是不同工作頭的幾何學(xué)特征不一樣。狹槽數(shù)、狹槽寬度以及其他幾何學(xué)特征都能改變定子和轉(zhuǎn)子工作頭的不同功能。根據(jù)以往的慣例，依據(jù)以前的經(jīng)驗(yàn)工作頭來(lái)滿足一個(gè)具體的應(yīng)用。在大多數(shù)情況下，機(jī)器的構(gòu)造是和具體應(yīng)用相匹配的，因而它對(duì)制造出終產(chǎn)品是很重要。 磷酸鐵鋰電池主要應(yīng)用領(lǐng)域有： 大型電動(dòng)車輛：公交車、電動(dòng)汽車、景點(diǎn)游覽車及混合動(dòng)力車等； 輕型電動(dòng)車：電動(dòng)自行車、高爾夫球車、小型平板電瓶車、鏟車、清潔車、*等； 電動(dòng)工具：電鉆、電鋸、割草機(jī)等； 遙控汽車、船、飛機(jī)等玩具； 太陽(yáng)能及風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)能設(shè)備； UPS及應(yīng)急燈、警示燈及礦燈（安全性好）； 替代照相機(jī)中3V的一次性鋰電池及9V的鎳鎘或鎳氫可充電電池（尺寸*相同）； 小型醫(yī)療儀器設(shè)備及便攜式儀器等。 鋰電池漿料研磨分散機(jī),磷酸鐵鋰電池材料分散機(jī),鋰電池隔膜漿料研磨分散機(jī)，鋰電池漿料分散機(jī) 。

五、參數(shù)

1. 根據(jù)現(xiàn)在的分散機(jī)提供了下面圖片的分散結(jié)構(gòu)圖，

2. 在結(jié)構(gòu)上可以分8層定轉(zhuǎn)子，

3. 現(xiàn)在用的設(shè)備的定轉(zhuǎn)子是4層，我們可以采用6-8層的定轉(zhuǎn)子這樣分散的效果會(huì)更好一點(diǎn)，

4. 顆粒會(huì)更加小一點(diǎn)對(duì)鈦酸鋰在攪拌過(guò)程分散的更加細(xì)一點(diǎn)

5. 后面涂布有要好涂一點(diǎn)，對(duì)電池性能可能發(fā)揮更加好一點(diǎn)，

6.定轉(zhuǎn)子精密度要求8層，這樣不影響技術(shù)要求能適應(yīng)多種工藝。

7. 而且這次要求的轉(zhuǎn)速也提高到10000（r/min）這樣分散的線速度也就提高了不少。

8. 現(xiàn)在線速度要求44m/s

9. 速度高了以后對(duì)水循環(huán)也要求高了，出來(lái)的料溫要求不能超過(guò)50℃

迄今研究多的正極材料是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及以上三種材料的衍生物，如LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 等。

LiCoO2 是一大規(guī)模商品化的正極材料，90%以上的商品化鋰離子電池采用LiCoO2 作為正極材料。LiCoO2 的研究比較成熟，綜合性能優(yōu)良，但價(jià)格昂貴，容量較低，存在一定的安全性問(wèn)題。

LiNiO2 成本較低，容量較高，但制備困難，材料性能的一致性和重現(xiàn)性差，存在較為嚴(yán)重的安全問(wèn)題。LiNi0.8Co0.2O2 可看成LiNiO2 和LiCoO2的固溶體，兼有LiNiO2 和LiCoO2 的優(yōu)點(diǎn)，一度被人們認(rèn)為是有可能取代LiCoO2 的新型正極材料，但仍存在合成條件較為苛刻（需要氧氣氣氛）、安全性較差等缺點(diǎn)，綜合性能有待改進(jìn)；同時(shí)由于含較多昂貴的Co，成本也較高。

尖晶石LiMn2O4 成本低，安全性好，但循環(huán)性能尤其是高溫循環(huán)性能差，在電解液中有一定的溶解性，儲(chǔ)存性能差。

新型的三元復(fù)合氧化物鎳鈷錳酸鋰(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2）材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等材料的各自優(yōu)點(diǎn)：成本與LiNi0.8Co0.2O2 相當(dāng)，可逆容量大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全性較好，介于LiNi0.8Co0.2O2 和LiMn2O4 之間，循環(huán)性能好，合成容易；但由于含較多昂貴的Co，成本也較高。對(duì)中大容量、中高功率的鋰離子電池來(lái)說(shuō)，正極材料的成本、高溫性能、安全性十分重要。

上述LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正極材料尚不能滿足要求。因此，研究開發(fā)能用于中大容量、中高功率的鋰離子電池的新型正極材料成為當(dāng)前的熱點(diǎn)。

正交橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4 正極材料已逐漸成為國(guó)內(nèi)外新的研究熱點(diǎn)。初步研究表明，該新型正極材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正極材料的各自優(yōu)點(diǎn)：不含貴重元素，原料廉價(jià)，資源*豐富；工作電壓適中（3.4V）；平臺(tái)特性好，電壓極平穩(wěn)（可與穩(wěn)壓電源媲美）；理論容量大（170mAh/g）；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全性能（O 與P 以強(qiáng)共價(jià)鍵牢固結(jié)合，使材料很難析氧分解）；高溫性能和熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于已知的其它正極材料；循環(huán)性能好；充電時(shí)體積縮小，與碳負(fù)極材料配合時(shí)的體積效應(yīng)好；與大多數(shù)電解液系統(tǒng)兼容性好，儲(chǔ)存性能好；無(wú)毒，為真正的綠色材料。

與LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正極材料相比，LiFePO4 正極材料在成本、高溫性能、安全性方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，可望成為中大容量、中高功率鋰離子電池的正極材料。

該材料的產(chǎn)業(yè)化和普及應(yīng)用對(duì)降低鋰離子電池成本，提高電池安全性，擴(kuò)大鋰離子電池產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)鋰離子電池大型化、高功率化具有十分重大的意義，將使鋰離子電池在中大容量UPS、中大型儲(chǔ)能電池、電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車中的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。

 

影響分散乳化結(jié)果的因素有以下幾點(diǎn)
1 分散頭的形式（批次式和連續(xù)式）（連續(xù)式比批次好）
2 分散頭的剪切速率 （越大，效果越好）
3 分散頭的齒形結(jié)構(gòu)（分為初齒，中齒，細(xì)齒，超細(xì)齒，約細(xì)齒效果越好）
4 物料在分散墻體的停留時(shí)間，乳化分散時(shí)間（可以看作同等的電機(jī)，流量越小，效果越好）
5 循環(huán)次數(shù)（越多，效果越好，到設(shè)備的期限，就不能再好）
 
線速度的計(jì)算
剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對(duì)速率。 
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s) 
g 定-轉(zhuǎn)子 間距 (m)
由上可知，剪切速率取決于以下因素： 
– 轉(zhuǎn)子的線速率
– 在這種請(qǐng)況下兩表面間的距離為轉(zhuǎn)子-定子 間距。 
ZKE 定-轉(zhuǎn)子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm 
 
速率V= 3.14 X D（轉(zhuǎn)子直徑）X 轉(zhuǎn)速 RPM / 60
 
    高的轉(zhuǎn)速和剪切率對(duì)于獲得超細(xì)微懸浮液是*重要的。根據(jù)一些行業(yè)特殊要求，中新寶公其剪切速率可以超過(guò)200.00 rpm，轉(zhuǎn)子的速度可以達(dá)到66m/s。在該速度范圍內(nèi)，由剪切力所造成的湍流結(jié)合專門研制的電機(jī)可以使粒徑范圍小到納米級(jí)。剪切力更強(qiáng)，乳液的粒經(jīng)分布更窄。由于能量密度*,無(wú)需其他輔助分散設(shè)備,可以達(dá)到普通的高壓均質(zhì)機(jī)的400BAR壓力下的顆粒大小.
 
鋰電池正極材料制作方法：鋰電池的正極漿料(負(fù)極漿料)一般由正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑組成。濕法制漿，為了讓難分散的導(dǎo)電劑先分散，利用中新寶ZKE高剪切研磨分散機(jī)先將pvdf(聚偏氟乙烯)粘結(jié)劑分散到nmp(n-甲基吡咯烷酮)中攪拌數(shù)小時(shí)，然后再將導(dǎo)電劑分散到溶劑中攪拌數(shù)小時(shí)，然后投入活性物質(zhì)攪拌，此方法攪拌耗時(shí)較長(zhǎng)，采用的廠家越來(lái)越少。干法制漿是將干粉類的導(dǎo)電劑(如導(dǎo)電碳、導(dǎo)電石墨)和活性物質(zhì)、pvdf先在攪拌罐中干混較短時(shí)間，先固相分散。然后逐步加入nmp調(diào)節(jié)漿料的固含量，并改變攪拌的公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)達(dá)到快速分散。三元材料的結(jié)構(gòu)li(ni,co,mn)o2的晶型屬于六方晶系，是α-nafeo2的層狀結(jié)構(gòu)化合物li+和過(guò)渡金屬交替處于材料的3a（000）和3b（001/2）位置，o2-處于6c（00z）位置。其中6c的位置上的o是立方密堆積型，3b位置的過(guò)渡金屬離子和3a位置上的li分別交替占據(jù)材料八面體的空隙， 在（111）面上呈現(xiàn)出層狀排列。層狀的鎳鈷錳正極材料是一種有發(fā)展前景的材料。與傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰，鈷酸鋰等材料相比 ，三元正極材料具有成本低，放電容量大，循環(huán)性能好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)。根據(jù)不同鎳鈷錳（ni, co, mn簡(jiǎn)稱ncm）的比例不同我們將ncm分為523，721，622以及等量的111（1/3 ：1/3 ： 1/3）等多種材料。ncm隨著三種元素的比例不同展現(xiàn)出不同的性能，衍生出多種正極材料，三元材料大致可以分為下面兩類：ni : mn等量型。例如我們常見的111，424。 這些材料里面的co為+3價(jià)，ni為+2價(jià)，mn為+4價(jià)，在充放電的過(guò)程中mn的價(jià)態(tài)保持不變，在材料中起著結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用， 在充電的過(guò)程中ni2+會(huì)被氧化為ni4+,失去2個(gè)電子，保持材料的高容量特性。還有另一類為富鎳型，例如我們常見的523，622，811型等這類材料中的co為+3價(jià)，ni為+2/+3價(jià)，mn為+4價(jià)。在充電的過(guò)程中，材料的ni2+/3+，co3+發(fā)生氧化反應(yīng)mn4+不會(huì)發(fā)生變化。三元材料的優(yōu)勢(shì)：正極材料是鋰電池中蕞為關(guān)鍵的原材料，它決定了電池的安全性能和電池能否大型化。同時(shí)，由于鋰離子電池正極材料在電池成本中占比蕞高，所以其成本也直接決定電池成本的高低。應(yīng)該說(shuō)鋰離子正極材料的發(fā)展了鋰離子電池的發(fā)展。而在正極材料中，蕞具爭(zhēng)議的就是三元材料與磷酸鐵鋰了。相比于磷酸鐵鋰，三元材料是目前量產(chǎn)的正極材料中潛力蕞大的一種。 
三元材料研磨分散機(jī)采用中新寶優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，將*的技術(shù)與創(chuàng)新的思維有效融合，并體現(xiàn)在具體的設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證.通過(guò)梳齒狀定子切割破碎，縫隙疏密決定細(xì)度大小，超高線速度的吸料式葉輪提供*切割力。采用整體式機(jī)械密封，大程度上解決了高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的物料泄漏以及冷卻介質(zhì)污染等問(wèn)題，安裝與更換方便快捷.采用*的受控切割技術(shù)，將物料粉碎細(xì)度控制在設(shè)定范圍之內(nèi)，滿足生產(chǎn)中的粗、細(xì)及超細(xì)濕法粉碎的要求.
1 KZSD2000系列作為一個(gè)用于混合分散工藝的設(shè)備,其具有連續(xù)式性操作,因此也被稱作連續(xù)式超高速混合分散機(jī),能夠更好滿足大批量連續(xù)化生產(chǎn)作業(yè)要求.與傳統(tǒng)的批次分散機(jī)相比具有以下優(yōu)勢(shì)
 
1分散效果高:批次分散機(jī)在進(jìn)行分散前往往需要預(yù)攪拌,在其基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)較好的分散混合效果.因此所需要時(shí)間更多,產(chǎn)量更小.適用于不連續(xù)生產(chǎn)或者產(chǎn)量較小的生產(chǎn).而連續(xù)式分可以直接進(jìn)行投料,更短時(shí)間能夠?qū)崿F(xiàn)混合分散的顆粒經(jīng)的要求.產(chǎn)量大效率高,適用于連續(xù)式生產(chǎn),產(chǎn)量更大的情況.
 
2 分散效果好：批次分散機(jī)安裝在罐體內(nèi)，物料與分散頭較松散，工作時(shí)依靠強(qiáng)大的吸力使物料進(jìn)入分散頭中，但在分散過(guò)程中，存在部分物料逃逸的情況，混合分散顆粒經(jīng)分布較寬，此外批次分散機(jī)的分散頭為單層結(jié)構(gòu)。不能實(shí)現(xiàn)足夠小的顆粒經(jīng)要求。而連續(xù)式分散由于分散腔體內(nèi)部設(shè)計(jì)足夠小，分散頭與物料緊密接觸，剪切充分，同時(shí)分散腔體設(shè)計(jì)成多層轉(zhuǎn)定子咬合結(jié)構(gòu)，優(yōu)化粗齒結(jié)構(gòu)，可以滿足混合分散的顆粒經(jīng)分布較窄，效率更高
 
3 技術(shù)功能指標(biāo)更高：KZSD2000系列管線式分散機(jī)和批次分散機(jī)比較在相同的馬達(dá)情況下，轉(zhuǎn)速有明顯優(yōu)勢(shì)，KZSD2000轉(zhuǎn)速可以達(dá)到14000RPM，可以在更短的惡時(shí)間內(nèi)處理更多符合要求的物料，能夠?yàn)榇笈可a(chǎn)的企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的成本降低。
 
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KZSD2000磷酸鐵鋰電極材料研磨分散機(jī)選型表

1 表中上限處理量是指介質(zhì)為“水”的測(cè)定數(shù)據(jù)。

2 處理量取決于物料的粘度,稠度和終產(chǎn)品的要求。

3 參數(shù)內(nèi)的各種型號(hào)的流量主要取決于所配置的乳化頭的精密程度而定。

4 本表的數(shù)據(jù)因技術(shù)改動(dòng),定制而不同,正確的參數(shù)以提供的實(shí)物為準(zhǔn)。