El carbono derivado de resina (que generalmente se refiere al material de carbono duro obtenido mediante la carbonización a alta temperatura de la resina) desempeña un papel fundamental en la producción de materiales para electrodos negativos en baterías de nueva energía. Mediante un molino de clasificación ultrafino profesional (generalmente un sistema integrado que combina un molino mecánico y un clasificador de aire), el carbono derivado de resina puede pulverizarse hasta un D50 < 10 μm, e incluso alcanzar un D50 de 3 a 5 μm. Las partículas más finas pueden alcanzar 1 a 2 μm.
Cómo funciona un molino clasificador ultrafino
Un molino clasificador ultrafino no suele ser una sola máquina, sino un sistema. Sus componentes principales incluyen:
• Unidad de molienda mecánica: como molinos de chorro o molinos de impacto mecánicos, que descomponen las partículas mediante fuerzas de corte y colisión de alta velocidad.
Clasificador: Es la clave para lograr un control ultrafino y preciso. Generalmente, se trata de un turboclasificador rotatorio de alta velocidad que separa las partículas gruesas y las devuelve a la zona de molienda para su posterior molienda. Solo las partículas finas que cumplen con la finura objetivo pueden pasar y ser recolectadas.
• Sistema de recolección: Incluye separadores ciclónicos y colectores de polvo tipo bolsa, utilizados para recolectar el producto calificado.
Este proceso opera en un equilibrio dinámico, lo que permite un control preciso de la distribución del tamaño de partícula final mediante el ajuste de varios parámetros.
Factores clave que influyen en la finura final
Aunque el equipo es de gran capacidad, la finura alcanzable depende de lo siguiente:
1. Características de la materia prima:
◦ Dureza y fragilidad: La dureza del carbono derivado de resina está estrechamente relacionada con su temperatura de carbonización. Una temperatura de carbonización más alta produce un mayor grado de grafitización, lo que hace que el material sea más duro y quebradizo, lo que facilita una molienda más fina. Por el contrario, el carbono derivado de resina carbonizado a temperaturas más bajas puede ser más blando y dúctil, lo que dificulta su molienda.
◦ Tamaño de partícula inicial: Un tamaño de partícula de alimentación más pequeño facilita la obtención de un producto final más fino. Generalmente se requiere un preprocesamiento mediante trituración gruesa o intermedia.
2. Parámetros y tipo del equipo:
◦ Velocidad del clasificador: Este es el parámetro de control más crítico. Una mayor velocidad de rotación genera una mayor fuerza centrífuga, permitiendo que solo pasen partículas más finas, lo que resulta en un producto más fino.
◦ Velocidad y presión del flujo de aire (para molinos de chorro): afectan la energía de colisión y la eficiencia del transporte.
◦ Velocidad de alimentación: La velocidad de alimentación debe ser estable y adecuada a la capacidad de molienda. Una velocidad de alimentación excesiva reduce el tiempo de residencia de las partículas en la cámara de molienda, lo que resulta en una molienda insuficiente y un producto más grueso.
◦ Tipo y diseño del equipo: La capacidad de molienda final varía según el fabricante y el modelo. Los equipos de alta gama ofrecen materiales, sellado y diseño de campo de flujo superiores, lo que permite distribuciones de tamaño de partícula más finas y estrechas.
3. Objetivos del proceso:
◦ Más fino no siempre es mejor. Para los materiales de ánodo de batería, es esencial una distribución razonable del tamaño de partícula. Normalmente, se priorizan D50 (tamaño medio de partícula) y D97 (el tamaño en el que las partículas 97% son más pequeñas).
◦ Un polvo excesivamente fino puede generar una superficie específica excesivamente grande, una menor eficiencia de carga-descarga inicial (eficiencia culómbica), un aumento de las reacciones secundarias y una menor densidad de compactación. Por lo tanto, el proceso busca identificar un rango óptimo.
Requisitos típicos de tamaño de partícula para el carbono derivado de resina en aplicaciones de baterías
Para los materiales de ánodo de batería de iones de litio, el rango de tamaño de partícula ideal para el carbono derivado de resina suele ser:
• D50: 5–15 μm
• D100: ≤ 20–25 μm (Es muy importante controlar el tamaño máximo de partícula por debajo de 20 μm para evitar perforar la batería) separador.)
Los sistemas de molino de clasificación ultrafino profesionales pueden controlar de manera fácil y estable el polvo de carbono derivado de resina dentro de este rango y permitir ajustes precisos según los requisitos de formulación.
• Límite teórico: Los sistemas de molinos de clasificación ultrafinos de alta calidad, a escala de laboratorio o de grado de producción, pueden moler carbono derivado de resina a un nivel extremadamente fino de D50 = 1–3 μm.
• Realidad industrial: En la producción a gran escala, considerando el rendimiento general de la batería (eficiencia, densidad, seguridad), el tamaño de partícula del carbono derivado de la resina se controla típicamente dentro del rango D50 = 5–15 μm. Este es un nivel que los molinos de clasificación ultrafina pueden alcanzar de forma fácil y consistente.
Acerca de Epic Powder Machinery
Maquinaria de pólvora épica es un proveedor líder de soluciones avanzadas de procesamiento de polvos, especializado en el diseño y la fabricación de sistemas de molienda y clasificación de alta precisión. Sus molinos de clasificación ultrafina se utilizan ampliamente en el sector de las nuevas energías, incluyendo el procesamiento de materiales anódicos como el carbono derivado de resinas.
Con un enfoque en la innovación y la confiabilidad, Epic Powder Machinery ofrece equipos que garantizan una distribución de tamaño de partícula estrecha, alta eficiencia y rendimiento estable, lo que ayuda a los fabricantes a cumplir con los estrictos requisitos de calidad en la producción de materiales para baterías. Sus sistemas están diseñados para ofrecer un control preciso de la finura, lo que los convierte en la opción ideal para aplicaciones que exigen una molienda ultrafina y una clasificación precisa.
