С развитием новых энергетических транспортных средств, систем хранения энергии и рынков электронного оборудования исследования и разработки материалов для литий-ионных аккумуляторов выдвигают более высокие требования к оборудованию для обработки порошков. Материалы положительного электрода батареи, материалы отрицательного электрода, твердые электролиты и новые композиционные материалы обычно требуют таких процессов, как тонкое измельчение, равномерное смешивание, механическая активация, контроль размера частиц и модификация материала на этапе исследований и разработок.

На этапах лабораторных исследований и разработок, а также пилотных испытаний традиционное дробильное оборудование часто не соответствует требованиям, предъявляемым к материалам аккумуляторов по гранулометрическому составу, однородности смешивания и чистоте материала. Поэтому шаровые мельницы для аккумуляторных материалов стали важным оборудованием для научно-исследовательских институтов, научно-исследовательских центров аккумуляторных предприятий и университетских лабораторий.

Как профессиональный производитель лабораторного оборудования для шаровой мельницы, DECO предлагает планетарные шаровые мельницы для литиевых батарей, подходящие для исследований и разработок материалов для батарей. За счет воздействия высокой-энергии и трения достигается измельчение порошка, смешивание материалов и механическое легирование. Планетарный шлифовальный станок DECO поддерживает сухое шлифование, мокрое шлифование и шлифование в вакууме. В зависимости от материалов аккумуляторов могут быть выбраны различные характеристики оборудования и резервуаров для измельчения.

 

 

 

 

Процесс шарового измельчения – это не просто простое дробление.

При исследовании и разработке аккумуляторных материалов шаровая мельница в основном выполняет следующие функции:

1. Уменьшение размера частиц

Измельчая шар на высокой скорости, он генерирует:

• Сила удара
• Сила трения
• Сила сдвига

В планетарной шлифовальной машине DECO измельчающий бак и планетарный диск вращаются в обратном направлении, оказывая высоко-энергетическое воздействие на мелющие шары и обеспечивая эффективное измельчение. После оптимизации процесса некоторые материалы могут достигать крупности 0,1 мкм. Уменьшите более крупные частицы материала до уровня микрометра или даже нанометра.

 

 

 

2. Гомогенное смешивание

Разработка материалов для аккумуляторов часто требует смешивания:

• Активные материалы
• Проводящие добавки
• Твердый электролит
• Углеродные материалы

Обычное смесительное оборудование склонно к:

• Агломерация материала
• Неравномерное распределение

Планетарная шлифовальная машина может одновременно выполнять:

• Смешивание
• Шлифование
• Гомогенизация

 

 

3. Механическая активация

Некоторые современные материалы для батарей требуют механической энергии для изменения структуры материала.

Например:

• Сплавные материалы
• Анодные материалы на основе кремния-
• Материалы для твердотельных-батарей

Высокоэнергетическая шаровая мельница может способствовать:

• Изменение кристаллической структуры
• Формирование новой фазы
• Реакция интерфейса

 

 

1. Измельчение катодного материала

Материалы положительных электродов являются важным компонентом исследований и разработок литиевых батарей.

Общие материалы включают в себя:

Литий-железо-фосфат (LFP)

Литий-железофосфат имеет:

• Высокая безопасность
• Длительный цикл жизни
• Стабильная структура

В процессе исследований и разработок необходимо:

• Уточнение частиц
• Смешивание материалов углеродного покрытия
• Равномерная дисперсия

Планетарная шаровая мельница DECO может помочь исследователям подготовить лабораторные образцы с контролируемым размером частиц и однородным составом.

 

 

Оксид лития-кобальта (LCO)

Основные приложения:

• Аккумуляторы для бытовой электроники

Требования к шаровой мельнице:

• Приготовление мелкого порошка
• Смешивание материалов
• Корректировка формулировки исследования

 

 

Литий, никель, марганец, оксид кобальта (NMC)

 

 

2. Измельчение анодного материала

 

 

Анодные материалы на основе кремния-

В ходе экспериментального процесса обычно необходимо:

• Подготовка кремний/углеродного композита
• Механическое смешивание
• Тонкое измельчение

При выборе таких материалов исследователи обычно сосредотачивают внимание на:

• Энергия измельчения
• Контроль атмосферы
• Выбор материала баночки

 

 

Материалы для твердотельных-батарей

 

 

4. Проводящие материалы

включая:

• Технический углерод
• Графен
• Углеродные нанотрубки

В процессе исследований и разработок необходимо:

• Равномерная дисперсия
• Смешивание порошков
• Активация частиц

 

 

Требования к шаровому мельнице не одинаковы для разных материалов аккумуляторов.

Основываясь на характеристиках исследований и разработок материалов, DECO суммирует основные требования следующим образом:

 

 

1. Контролируемый размер частиц

Материалы для батарей обычно требуют:

• Узкое распределение частиц
• Стабильный выход

Факторы влияния:

• Скорость шлифования
• Время шлифования
• Размер мяча
• Материал банки
• Коэффициент загрузки материала

Планетарная шаровая мельница DECO поддерживает регулировку скорости и параметры измельчения в зависимости от различных материалов.

 

 

2. Возможность высокоэнергетического измельчения.

Для:

• Кремниевые материалы
• Нано материалы
• Композитные порошки

Для следующих материалов обычные методы измельчения могут не соответствовать требованиям. Высокоэнергетическая планетарная шаровая мельница повышает эффективность дробления за счет следующих функций.

• Центробежная сила
• Энергия удара
• Эффект трения

 

 

3. Обработка с низким уровнем загрязнения

Материалы аккумуляторов более чувствительны к металлическим загрязнениям. Поэтому для стакана шаровой мельницы необходимо выбрать следующие материалы:

• Циркониевая банка
• Агатовая банка
• Керамическая банка из глинозема

Избегать:

• Загрязнение железом
• Перекрестное загрязнение материала

 

 

4. Защита от вакуума и атмосферы

 

 

 

5. Длительная непрерывная работа

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские эксперименты обычно требуют длительных периодов работы.

Некоторые модели планетарных шаровых мельниц DECO поддерживают непрерывную работу до 72 часов, что соответствует долгосрочным-экспериментальным потребностям.

 

 

Планетарная шаровая мельница для исследования литиевых батарей

DECO предлагает комплексное решение для шаровой мельницы для исследований и разработок материалов аккумуляторов.

Основное оборудование включает в себя:

 

1. Лабораторная планетарная шаровая мельница.

 

 

 

 

 

2. Высокоэнергетическая планетарная шаровая мельница.

Подходит для:

• Материалы нанобатарей
• Композитные материалы
• Механическое легирование

Преимущество:

• Более высокая энергия удара
• Более быстрое сокращение частиц
• Повышенная эффективность смешивания

 

 

3. Вакуумная планетарная шаровая мельница.

Что касается следующих материалов:

• Литиевые материалы
• Чувствительные порошки
• Твердый электролит

Преимущество:

• Снизить риск окисления
• Поддерживать контролируемую среду
• Улучшить повторяемость эксперимента

 

 

4. Индивидуальное решение для шлифования

DECO предлагает, исходя из характеристик материалов заказчика:

• Выбор оборудования
• Конфигурация банки
• Рекомендации по шлифовальным средствам
• Настройка параметров процесса

 

Основные моменты при выборе плана:

Требование клиента	Рекомендация ДЕКО
Исследование материалов аккумуляторов	Планетарная шаровая мельница
Приготовление нано порошка	Высокоэнергетическая шаровая мельница
Материал,-чувствительный к окислению	Вакуумная шаровая мельница
Эксперимент высокой чистоты	Цирконий/Агатовая банка
Крупная лабораторная партия	Планетарная мельница большой производительности

 

 

 

 

1. Циркониевый шлифовальный стакан

 

 

 

2. Агатовая шлифовальная банка.

 

 

 

3. Размольный стакан из нержавеющей стали.

 

 

4. Размольный стакан из карбида вольфрама.