Углерод, полученный из смолы (обычно это твёрдый углеродный материал, получаемый путём высокотемпературной карбонизации смолы), играет важнейшую роль в производстве материалов отрицательных электродов для новых энергетических аккумуляторов. С помощью профессиональной ультратонкой классифицирующей мельницы (обычно представляющей собой интегрированную систему, объединяющую механическую мельницу и воздушный классификатор) углерод, полученный из смолы, можно измельчить до D50 < 10 мкм и даже до D50 = 3–5 мкм. Размер самых мелких частиц может достигать 1–2 мкм.
Как работает ультратонкая сортировочная мельница
Сверхтонкая классификационная мельница, как правило, представляет собой не один агрегат, а целую систему. Её основные компоненты включают:
• Механическое измельчающее устройство: например, струйные мельницы или механические ударные мельницы, которые измельчают частицы посредством высокоскоростного столкновения и сдвигающих усилий.
• Классификатор: это ключ к достижению «сверхтонкого» и «точного» контроля. Обычно это высокоскоростной вращающийся турбоклассификатор, который отделяет крупные частицы и возвращает их в зону измельчения для дальнейшего измельчения. Только мелкие частицы, соответствующие заданной тонкости, могут пройти и быть собраны.
• Система сбора: включает циклонные сепараторы и рукавные пылеуловители, используемые для сбора квалифицированного продукта.
Этот процесс происходит в динамическом равновесии, что позволяет точно контролировать конечное распределение размеров частиц путем регулирования различных параметров.
Ключевые факторы, влияющие на конечную тонкость помола
Несмотря на высокую производительность оборудования, достижимая тонкость помола зависит от следующего:
1. Характеристики сырья:
◦ Твёрдость и хрупкость: Твёрдость углерода, полученного из смол, тесно связана с температурой его карбонизации. Более высокие температуры карбонизации приводят к более высокой степени графитизации, делая материал твёрже и хрупкее, что облегчает более тонкое измельчение. И наоборот, углерод, полученный из смол, карбонизированный при более низких температурах, может быть мягче и пластичнее, что затрудняет его измельчение.
◦ Исходный размер частиц: меньший размер частиц исходного сырья облегчает получение более мелкого конечного продукта. Обычно требуется предварительная обработка путем грубого или промежуточного дробления.
2. Параметры и тип оборудования:
◦ Скорость классификатора: Это наиболее важный параметр управления. Более высокие скорости вращения создают большую центробежную силу, пропуская только более мелкие частицы, что приводит к получению более мелкого продукта.
◦ Скорость и давление воздушного потока (для струйных мельниц): влияют на энергию столкновения и эффективность транспортировки.
◦ Скорость подачи: Скорость подачи должна быть стабильной и соответствовать производительности измельчения. Чрезмерная скорость подачи сокращает время пребывания частиц в камере измельчения, что приводит к недостаточному измельчению и получению более грубого продукта.
◦ Тип и конструкция оборудования: Различные производители и модели различаются по своим предельным возможностям измельчения. Высококлассное оборудование отличается превосходными материалами, герметичностью и конструкцией поля потока, что обеспечивает более тонкое и узкое распределение размеров частиц.
3. Цели процесса:
◦ Более мелький размер не всегда означает лучший. Для материалов для анодов аккумуляторов важно разумное распределение размеров частиц. Обычно основное внимание уделяется D50 (медианная величина частиц) и D97 (размеру, при котором частицы меньше 97%).
◦ Чрезмерно мелкий порошок может привести к чрезмерно большой удельной поверхности, снижению начальной эффективности заряда-разряда (кулоновской эффективности), усилению побочных реакций и снижению плотности прессования. Поэтому целью процесса является определение оптимального диапазона.
Типичные требования к размеру частиц углерода, полученного из смол, для применения в аккумуляторах
Для анодных материалов литий-ионных аккумуляторов идеальный диапазон размеров частиц углерода, полученного из смолы, обычно составляет:
• D50: 5–15 мкм
• D100: ≤ 20–25 мкм (очень важно контролировать максимальный размер частиц менее 20 мкм, чтобы предотвратить прокалывание батареи) разделитель.)
Профессиональные системы сверхтонкой классификации могут легко и стабильно контролировать углеродный порошок, полученный из смолы, в этом диапазоне и позволяют осуществлять точную регулировку в соответствии с требованиями рецептуры.
• Теоретический предел: высококачественные лабораторные или производственные системы сверхтонкой классификации могут измельчать углерод, полученный из смолы, до чрезвычайно тонкого уровня D50 = 1–3 мкм.
• Промышленная реальность: в крупномасштабном производстве, учитывая общие характеристики аккумулятора (эффективность, плотность, безопасность), размер частиц углерода, полученного из смолы, обычно контролируется в диапазоне D50 = 5–15 мкм. Этого уровня легко и стабильно достигают ультратонкие классификаторы.
О компании Epic Powder Machinery
Эпическая Порошковая Машина — ведущий поставщик передовых решений для обработки порошков, специализирующийся на разработке и производстве высокоточных систем измельчения и классификации. Их сверхтонкие классификационные мельницы широко используются в секторе новой энергетики, включая переработку анодных материалов, таких как углерод, полученный из смол.
Компания Epic Powder Machinery, делающая ставку на инновации и надежность, предлагает оборудование, обеспечивающее узкое распределение размеров частиц, высокую эффективность и стабильную работу, помогая производителям соблюдать строгие требования к качеству при производстве аккумуляторных материалов. Их системы разработаны для точного контроля тонкости помола, что делает их идеальным выбором для применений, требующих сверхтонкого помола и точной классификации.
