宏工科技喻堅(jiān)：釜式干燥機(jī)具有5大技術(shù)優(yōu)勢(shì)
隨著鋰電業(yè)的高速發(fā)展，設(shè)備的更新迭代也在加速進(jìn)行。在日前舉行的“2022中國（遂寧）國際鋰電產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨新能源汽車及動(dòng)力電池國際交流會(huì)”上，宏工科技股份有限公司干燥設(shè)備負(fù)責(zé)人喻堅(jiān)作主題演講，就“釜式干燥機(jī)在三元材料中的應(yīng)用”進(jìn)行了分享。
圖為宏工科技股份有限公司喻堅(jiān)作主題演講
行業(yè)周知，水分含量會(huì)對(duì)三元材料的性能有影響。喻堅(jiān)指出，首先水分過量就會(huì)影響PVDF的流平性和流動(dòng)性，不利于漿液涂布，同時(shí)還會(huì)引起電解質(zhì)的分解，產(chǎn)生腐蝕性特別強(qiáng)的***，最終導(dǎo)致電池出現(xiàn)安全性問題。第二，水分會(huì)影響電池首次放電量、電池內(nèi)阻、電池容量的衰減和電池厚度。所以電池的水量不是越多或者越少越好，必須要進(jìn)行精準(zhǔn)控制。目前行業(yè)普遍要求含水率在800PPM以下。
在干燥過程中，設(shè)備與物料接觸的地方都需要隔絕一些金屬異物元素，通常這些異物主要是鐵、鎘、鎳、銅、鋅等。喻堅(jiān)解釋，因?yàn)榻饘佼愇飼?huì)導(dǎo)致負(fù)極產(chǎn)生枝晶、膈膜穿孔，造成電池內(nèi)部短路，最后導(dǎo)致電池的自放電甚至起火和爆炸，所以生產(chǎn)過程中要以產(chǎn)品的PPB級(jí)數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行精準(zhǔn)控制。另外，還必須要控制設(shè)備的磨損所導(dǎo)致金屬異物的增加。
含水量、金屬異物對(duì)于干燥設(shè)備提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求，另外物料品質(zhì)控制也是重要的內(nèi)容。喻堅(jiān)指出，在干燥過程中溫度不能超過120℃，否則會(huì)導(dǎo)致物料晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易破碎，對(duì)電池性能造成不良影響。他表示，目前市場上的干燥設(shè)備，主要存在產(chǎn)能低、干燥時(shí)間比較長等痛點(diǎn)。另外，客戶對(duì)含水率要求高，有的含水率已經(jīng)要求到500PPM以下，這也是需要改進(jìn)的地方。
宏工釜式干燥機(jī)性能優(yōu)異
據(jù)喻堅(jiān)介紹，目前市場上主流的干燥機(jī)設(shè)備主要有釜式、雙錐、耙式、振動(dòng)以及盤式等種類，通過對(duì)這些干燥機(jī)進(jìn)行產(chǎn)能、密封性、異物增加量、破粉率、殘留率等方面的比較，釜式干燥機(jī)的性能表現(xiàn)都比較優(yōu)異。
雙錐干燥機(jī)是因?yàn)閮?nèi)部沒有槳葉結(jié)構(gòu)，所以萬一材料粘壁就會(huì)造成材料過熱的情況。且進(jìn)、出料口需要人工的輔助，無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全自動(dòng)化。耙式干燥機(jī)在工作過程中的轉(zhuǎn)速比較高，所以破粉率和金屬異物控制不是很好。振動(dòng)干燥機(jī)設(shè)備平臺(tái)的剛性和耗能比較大。而且雙錐、耙式，因?yàn)樗鼈兊妮S密封始終與物料接觸，所以為了保證設(shè)備的真空度，要對(duì)軸密封進(jìn)行頻繁的維修和配換。盤式干燥機(jī)，雖然產(chǎn)能比較大，但是對(duì)金屬異物的控制不夠好，并且易損件較多，需要經(jīng)常維護(hù)。
目前宏工科技已經(jīng)研發(fā)出三種規(guī)格的釜式干燥機(jī)，分別是500L、2000L和5000L的容量，處理容積分別是350L、1200L和2500L。喻堅(jiān)表示，公司設(shè)備的攪拌功率相對(duì)比較小，工作的轉(zhuǎn)數(shù)一般是在1-10轉(zhuǎn)，能夠滿足不同客戶的需求。設(shè)備的加熱模塊出口可以控制在30-250度，控制精準(zhǔn)在±1度左右，真空泵的功率大概在5.5千瓦、11千瓦和15千瓦，能夠較好保證整個(gè)系統(tǒng)的真空度。
宏工釜式干燥機(jī)有五大優(yōu)勢(shì)
據(jù)喻堅(jiān)介紹，宏工科技的釜式干燥設(shè)備產(chǎn)品具有五大優(yōu)勢(shì)。第一是高產(chǎn)能、高真空度，第二是低金屬異物和低破粉率，第三是低殘留率，第四是低損耗率，第五是智能化集成。
第一高產(chǎn)能，現(xiàn)在宏工科技已經(jīng)制造出規(guī)格5000升的釜式干燥機(jī)，設(shè)計(jì)產(chǎn)能每批3000千克，已經(jīng)遠(yuǎn)超同行業(yè)的同類型設(shè)備。喻堅(jiān)表示，影響真空度的是軸密封和進(jìn)出料口。宏工通過改良機(jī)械密封，其轉(zhuǎn)數(shù)比較低而且不與物料接觸，所以能夠長時(shí)間保持較高的真空度。進(jìn)料口是氣囊的補(bǔ)償密封，能夠遠(yuǎn)比現(xiàn)在市場上的球閥和蝶閥效果好很多。出料口有兩個(gè)密封，一個(gè)軸密封和一個(gè)端密封，兩個(gè)地方都設(shè)置吹掃口，能保證密封面的清潔度。
第二低金屬異物和低破粉率，現(xiàn)在設(shè)備筒體和槳葉都噴涂碳化鎢，而且筒體在高溫下結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，槳葉和筒體、筒壁的間距都控制在一定范圍，能夠減少設(shè)備與物料之間的磨損造成金屬異物增加。對(duì)于低破粉率，采用低速電機(jī)加高速電機(jī)的傳動(dòng)方式，低速干燥、高速出料，能夠減少物料之間的擠壓碰撞而導(dǎo)致的保護(hù)層破壞。
第三低殘留率，在設(shè)備里面主要是槳葉的結(jié)構(gòu)，目前槳葉分為兩把耙式槳葉和一把推式槳葉，推式槳葉設(shè)置了刮刀，控制筒體的平面度，能夠嚴(yán)格控制刮刀和筒體的間距，控制在3毫米左右，所以能夠把握比較低的殘留率。而且，物料在整個(gè)干燥過程中，中心物料可以往下走，底部物料通過離心運(yùn)動(dòng)往邊緣走，邊緣物料通過槳葉抬升作用往上面走，能夠保證整個(gè)物料的循環(huán)均勻干燥。
第四低損耗率。氣固分離器設(shè)置了加熱功能，避免了氣體因?yàn)闇囟群蛪毫Φ淖兓斐衫淠缓鬁p少物料的敷袋。設(shè)備設(shè)置了氣囊反吹功能，就算物料敷袋，也可以把物料反吹回釜體。設(shè)備的濾芯過濾面積比較大，是常規(guī)過濾面積的2.5倍，所以過濾的風(fēng)速比較慢且精度很高，可以很好地減少物料的流失。
第五智能化集成。喻堅(jiān)表示，公司的干燥設(shè)備能夠把所有環(huán)節(jié)都集成在一個(gè)控制系統(tǒng)里，根據(jù)設(shè)定程序自行運(yùn)轉(zhuǎn)。系統(tǒng)設(shè)置多處壓力和溫度傳感器，可以監(jiān)控整個(gè)干燥過程中的系統(tǒng)參數(shù)，溫度、濕度、壓力、設(shè)備轉(zhuǎn)數(shù)等，整個(gè)智能控制不需要人工參與，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化操作。
據(jù)喻堅(jiān)介紹，宏工科技成立于2008年，專業(yè)從事物料處理和工業(yè)自動(dòng)化的研究及EPC工程總包服務(wù)，提供一站式物料處理綜合解決方案。公司核心設(shè)備目前有釜式干燥機(jī)、研磨機(jī)、包裝機(jī)等。公司目前在東莞、無錫、株洲和長沙有四個(gè)生產(chǎn)研發(fā)基地。從2015年進(jìn)軍鋰電行業(yè)，目前公司已經(jīng)成為鋰電材料、精細(xì)化工等領(lǐng)域物料自動(dòng)化處理解決方案的領(lǐng)先企業(yè)。
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