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派勒智能:全新鋰離子制漿超聲分散系統,減能增效助力產能提升

2021-08-18 派勒智能 522


鋰離子電池(LIB)電極漿料的傳統生產方法是基于批處理的雙行星攪拌機工藝。然而,由于雙行星攪拌機本身產能低、占地大、投資大、能耗高的缺點,加上電動汽車和儲能系統需求的快速增長,將無法滿足行業產能提升的要求。只能通過增加機器數量及相對應的生產場地、投資和運行費用以實現更大的生產能力。

新的需求之下,新型制漿分散系統和工藝將帶來更大的產能和效益,派勒智能全新高效的新型鋰離子電池電極漿料的生產工藝剛好滿足大規模電池生產的要求,為客戶提供各種優勢。


全新高效的新型制漿工藝和超聲分散技術背景

派勒智能是一家納米材料分散&研磨整體解決方案供應商,產品涵蓋鋰離子(LIB)正負極漿料螺旋混合自動生產線;鋰電池正負極材料自動配料、納米研磨、噴霧干燥、氣流粉碎和真空包裝柔性生產線FMS;鋰電池正負極漿料自動配料、高速勻漿、超聲分散、真空脫泡和擠壓式涂布系統InNovaZTRL等整線集成,公司擁有二百多項國家發明專利,已通過質量管理體系等眾多專業認證。


派勒鋰離子電池(LIB)漿料高效勻漿超聲分散系統InNovaZTRL系列型號:



第四代鋰離子電池的關鍵工序-電極漿料的制備



一、批次連續混料工藝

批次連續混料工藝基于混合分散機,將稱重好的粉體連續浸潤到液體中,預混合、捏合、精細分散等基本操作集中于單個設備。在傳統批次攪拌系統中,該工藝包括兩個步驟。首先,添加稱重好的液體和固體成分全部添加到分散缸中。為實現宏觀和微觀水平所需的均勻性,通常需要4個小時的加工時間。另一方面,批次連續喂料工藝粉體在真空條件下脫出部分氣體,并且被打散成彌散狀態,然后進入快速流動的液體中,被浸潤并進一步分散到液體中。通常90min內可以加工完成一批漿料。

二、核心設備之在線高速預混機、薄膜式高速分散機

派勒智能開發的高效混合分散機實現了批次連續混料的新工藝。高速混合分散機同時具有粉液混合和漿料分散的功能。生產一批合格漿料可以在90min內完成,一臺混合分散機的產能相當于3臺雙行星攪拌機。



三、新型鋰離子電池漿料生產濕法工藝

對于大分子量的膠粉材料,推薦采用派勒濕法制漿工藝,即單獨打膠工藝,先制備好導電膠,再進行活性物質的混合、分散過程,其工藝流程圖如下所示。



工藝流程說明:

1、制備導電膠:NMP/DI加入到制膠罐中,再將膠粉和導電劑連續加入到制膠罐中,制備導電膠;

2、粉液混合:NMP/DI、導電膠等加入到循環罐A中,啟動液體循環回路,液體在循環罐A→混合分散機→循環罐A的回路中連續循環,此時將活性物質連續加入到混合分散機中;

3、漿料進一步混合分散:活性物質加完后切換為雙循環模式,漿料的循環路徑為循環罐A→混合分散機→循環罐B,循環罐B→混合分散機→循環罐A;

4、漿料過濾除鐵脫泡:雙循環結束后將漿料從循環罐A轉移至緩存罐,再經過過濾、除鐵、脫泡等工序到成品罐獲得合格的成品漿料。


新型制漿分散系統經濟效益

借助高生產率(高達1500升/小時),批次連續混料工藝可以用一條操作生產線取代多個批次攪拌機,因此可以顯著減少大規模生產裝置所需的投資,從而實現快速增長。

一、優勢分析

年產7000萬升電極漿料的勻漿工段的投資,顯著減少投資成本:與傳統的批次攪拌相比,節約30%。假設7000萬升漿料相當于35GWh的生產能力,運行6000h/年。

二、運行成本

與傳統攪拌機工藝相比,派勒新型制漿工藝只需要三分之一的單位能耗即可實現相同的產能性能。此外,由于占地面積更小,可顯著減少系統所需的干燥室體積。因此,保持干燥室環境的能耗遠低于傳統的批次攪拌系統,派勒新型制漿工藝的自動化程度高,可以減少50%操作所需的人力。

三、運行成本年度設備能耗實例

能耗:批次攪拌工藝:100Wh/L,派勒新型制漿工藝:50Wh/L;假設:每年7000萬升漿料(35GWh)每年6000個小時;

四、運行成本年度干燥室內能耗實例:

每條生產線的除濕空間要求,批次攪拌工藝:630m3 ,派勒新型制漿工藝:150m3 ;假設:每年7000萬升漿料(35GWh) 干燥室功率消耗:200W/m3,每年6000個小時。

補充:鋰離子電池行業前景分析消費鋰電池:伴隨著21世紀微電子技術的不斷發展,小型化電子設備的日益增多,消費者對電源有了更高的要求,鉛酸電池等傳統電池越來越難以滿足市場需求,優勢更明顯的鋰離子電池開始走向大眾。與傳統電池比較,鋰電池具有能量密度高、工作電壓高、重量輕、體積小、自放電小、無記憶效應、循環壽命長、充電快速等優勢,同時由于不含鉛、鎘等重金屬,無污染、不含毒性材料,因此被廣泛應用智能手機、筆記本、平板電腦等消費電子產品,以及新能源汽車、儲能領域等。

儲能鋰電池:未來5年,中國儲能鋰電池行業將進入成長期,市場潛力較大。在日漸興起的能源互聯網中,由于可再生能源與分布式能源在大電網中的大量接入,結合微網與電動車的普及應用,儲能技術將是協調這些應用的至關重要的一環,儲能環節將成為整個能源互聯網的關鍵節點;能源互聯網的興起將顯著拉動儲能的需求。汽車動力鋰電池:鋰離子電池占據汽車整車成本近四成,隨著國家新能源汽車補貼政策的影響,降低電池成本顯得越來越緊迫,派勒智能本著近20多年的行業經驗為您提供降本增效的整體解決方案。

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