基于能量性質(zhì)，新能源可劃分為自然能（陽(yáng)光、地?zé)帷⑺L(fēng)等）和化學(xué)能兩類。自然能受間歇性、波動(dòng)性和低能量密度等局限只能扮演輔助補(bǔ)充的角色，化學(xué)能則作為新能源發(fā)展主要方向在近些年來(lái)得以高速發(fā)展，并在當(dāng)前形成以鋰電為主力，鈉電、固態(tài)電池等前沿技術(shù)和市場(chǎng)不斷涌現(xiàn)和綻放的形勢(shì)。

為滿足新能源電池材料等高端納米研磨市場(chǎng)升級(jí)提速需求，深圳市叁星飛榮機(jī)械有限公司（叁星飛榮）于近日推出2024新型立式砂磨機(jī)，延續(xù)了SP系列標(biāo)志性的無(wú)機(jī)封、無(wú)篩網(wǎng)之外，轉(zhuǎn)子采用全新凸銷+渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且搭載了稀土永磁電機(jī)等先進(jìn)配置。這些改良升級(jí)具體為電池材料納米研磨帶來(lái)哪些幫助，給立式砂磨機(jī)注入了哪些生命力呢？

一、電池材料納米研磨

案例1 磷酸錳鐵鋰（LMFP）

業(yè)界為進(jìn)一步改善能量密度，在磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)上添加錳元素而獲得磷酸錳鐵鋰新型正極材料，與磷酸鐵鋰基本工藝路線相似，過(guò)去受限于其較低的導(dǎo)電性能與倍率性能，商業(yè)化進(jìn)程緩慢，而隨著碳包覆、納米化等改性技術(shù)的進(jìn)步，磷酸錳鐵鋰電池續(xù)航及安全性良好的優(yōu)勢(shì)越發(fā)明顯，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程開(kāi)始加速。

如上所示，樣品D50從之前的52.30μm變?yōu)?.223μm；D90從之前的90.30μm變?yōu)?.477μm。磷酸錳鐵鋰存在一些不足之處，包括壓實(shí)密度低、高溫溶錳等，其他還有帶隙寬度降低，電子電導(dǎo)率和鋰離子遷移率均較低，納米研磨分散處理是重要的改善手段——大比表面積有利于顆粒與導(dǎo)電劑（如碳納米管、石墨烯等）形成更好的復(fù)合結(jié)構(gòu)即有效包覆，不僅能減少高溫條件下的溶錳現(xiàn)象增強(qiáng)材料的整體導(dǎo)電性，還能部分彌補(bǔ)電子電導(dǎo)率的不足；納米級(jí)顆粒也使電極材料的孔隙率降低，提高電極的整體密度和體積能量密度。

案例2 固態(tài)電池

固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)，替代了傳統(tǒng)鋰離子電池中的液態(tài)電解質(zhì)，顯著降低了泄漏、燃燒和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。安全性提升之外，固態(tài)電解質(zhì)的高離子導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有助于提高體積能量密度，能夠更好地適應(yīng)電極材料在充放電過(guò)程中的體積變化，除了電動(dòng)汽車，還在消費(fèi)電子、儲(chǔ)能系統(tǒng)和航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，有望引領(lǐng)未來(lái)能源存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。

鋰鑭鈦氧（LLTO）和鋰鑭鋯氧（LLZO）是固態(tài)電池中常用的固態(tài)電解質(zhì)材料，與傳統(tǒng)鋰電材料近似，通過(guò)納米分散處理可以提高這些材料的離子導(dǎo)電率、界面兼容性、機(jī)械強(qiáng)度和電化學(xué)性能，從而提升固態(tài)電池的整體性能和使用壽命。上述案例中同樣實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的顆粒細(xì)化和均質(zhì)化，尤其LLZO樣品在粒度小范圍窄基礎(chǔ)上仍實(shí)現(xiàn)了接近指數(shù)級(jí)的進(jìn)一步細(xì)化和均質(zhì)化，展現(xiàn)出優(yōu)異的納米級(jí)研磨能力。

案例3 鈉電

鋰資源的稀缺性導(dǎo)致鋰電行業(yè)成本居高不下，在此背景下鈉電以其資源豐富和低廉成本得以受到重視并蓬勃發(fā)展。層狀過(guò)渡金屬氧化物（如鐵鎳錳酸鈉）是鈉電正極材料的重要分類，生產(chǎn)工藝與三元材料類型相同，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的改進(jìn)便可用于生產(chǎn)，工藝成熟度相對(duì)較高，為鋰電向鈉電的轉(zhuǎn)型提供了硬件支撐。

鐵鎳錳酸鈉具有高比容量、電化學(xué)穩(wěn)定性和低成本（鐵、鎳、錳等豐富易得）的優(yōu)點(diǎn)，但也有結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，表面副反應(yīng)較多，在空氣中的穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。納米分散是該材料提升性能的重要手段，除了可以減少充放電過(guò)程中的體積變化和應(yīng)力集中，還有利于通過(guò)對(duì)顆粒表面包覆來(lái)抑制電解液或空氣與電極材料直接接觸，通過(guò)摻雜復(fù)合來(lái)改善材料的整體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性。

二、立式砂磨機(jī)改良升級(jí)

SP系列砂磨機(jī)是納米研磨在追求物料連續(xù)加工連續(xù)出料，大幅提高生產(chǎn)效率背景下開(kāi)發(fā)的立式砂磨設(shè)備。立式砂磨機(jī)的加工物料在重力作用下自然流動(dòng)，通過(guò)整個(gè)研磨區(qū)域，從底部進(jìn)料口到頂部出料口的路徑減少了死角和物料滯留，確保物料充分研磨；研磨介質(zhì)在重力和離心力的共同作用下，可以更有效地進(jìn)行動(dòng)能傳遞，增強(qiáng)研磨效果，同時(shí)也減少了無(wú)效能量消耗。有相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，立式機(jī)的效率是相同容積棒銷臥式機(jī)的2.5倍，而且占地面積小，減少了電耗及人力成本投入。

深圳叁星飛榮立式砂磨機(jī)（SP-100）

SP系列特點(diǎn)：

1、無(wú)機(jī)封：無(wú)泄漏、損壞、維修的困擾（也可根據(jù)客戶密閉性要求在磨腔上端增加機(jī)封，但機(jī)封基本不與珠子接觸，磨損概率極低）

2、無(wú)篩網(wǎng)：動(dòng)態(tài)離心式料珠分離系統(tǒng)，無(wú)堵塞、無(wú)需清理篩網(wǎng)及篩珠

3、磨腔及構(gòu)件材質(zhì)可根據(jù)客戶要求定制選擇：氧化鋯、聚氨酯、碳化硅、氮化硅、合金鋼等

4、細(xì)度可控，可使用0.1mm鋯珠實(shí)現(xiàn)納米級(jí)研磨

5、高效研磨：動(dòng)力主要用在對(duì)大顆粒的有效研磨，有用功比例增大，效率大幅提升

6、分級(jí)分離、分級(jí)研磨功能：由于離心分離的作用，細(xì)顆粒及時(shí)排出磨腔，停留時(shí)間短，無(wú)過(guò)磨；而大顆粒未能排出，在磨腔內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)而被磨細(xì)，以致最終產(chǎn)品顆粒均勻，分布窄

2024新型SP系列砂磨機(jī)創(chuàng)新點(diǎn)：

1、轉(zhuǎn)子采用凸銷+渦輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能量密度高

凸銷結(jié)構(gòu)增加了研磨介質(zhì)與物料的接觸點(diǎn)和碰撞次數(shù)。物料在經(jīng)過(guò)每個(gè)凸銷時(shí)，都會(huì)受到多次沖擊和剪切作用，從而提高研磨效率；渦輪結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步加速物料和介質(zhì)的流動(dòng)，增加物料在研磨腔內(nèi)的滯留時(shí)間和循環(huán)次數(shù)，從而確保物料被充分研磨。

這套組合不僅使得轉(zhuǎn)子能夠在較短時(shí)間內(nèi)傳遞更多的動(dòng)能到研磨介質(zhì)和物料上，也使得能量在整個(gè)研磨腔內(nèi)更加均勻地分布，提高研磨的均勻性，對(duì)于各種粘度和硬度的復(fù)雜物料體系的適應(yīng)性也得到加強(qiáng)。

2、采用稀土永磁電機(jī)直驅(qū)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作，比三相異步電機(jī)節(jié)能20%以上

稀土永磁電機(jī)與傳統(tǒng)電勵(lì)磁同步電機(jī)的區(qū)別在于前者是以永磁體替代勵(lì)磁繞組進(jìn)行勵(lì)磁。由于稀土永磁體的高磁能積和高矯頑力（特別是高內(nèi)稟矯頑力），使得稀土永磁電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、效率高、功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。重要的是，稀土永磁電機(jī)無(wú)須皮帶傳動(dòng)、變速箱、傳動(dòng)座等傳動(dòng)裝置，可根據(jù)需要定制不同長(zhǎng)度、不同直徑的電機(jī)軸，直接驅(qū)動(dòng)砂磨機(jī)的攪拌轉(zhuǎn)子，減少了能耗。

小結(jié)

當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)狀況惡化，具體到更行業(yè)都遭遇重重挑戰(zhàn)，“卷”相叢生。新能源產(chǎn)業(yè)也面臨愈發(fā)緊張的同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和資本跨界擠壓的變數(shù)，上游電極材料企業(yè)相對(duì)電池終端企業(yè)更易受到外部沖擊，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的首選便是升級(jí)生產(chǎn)裝備。

叁星飛榮SP系列在新能源領(lǐng)域廣泛積累了鋰電、固態(tài)、鈉電等領(lǐng)域先進(jìn)電池和儲(chǔ)能技術(shù)用途的關(guān)鍵材料制備和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，與眾多業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)達(dá)成深度合作，值得信賴！

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