Carbon có nguồn gốc từ nhựa (thường đề cập đến vật liệu carbon cứng thu được từ quá trình carbon hóa nhựa ở nhiệt độ cao) đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất vật liệu điện cực âm cho pin năng lượng mới. Sử dụng máy nghiền phân loại siêu mịn chuyên nghiệp (thường là hệ thống tích hợp giữa máy nghiền cơ học và máy phân loại khí), carbon có nguồn gốc từ nhựa có thể được nghiền thành bột mịn đến kích thước D50 < 10 μm, và thậm chí có thể đạt đến kích thước D50 = 3–5 μm. Các hạt mịn nhất có thể đạt kích thước 1–2 μm.
Máy nghiền phân loại siêu mịn hoạt động như thế nào
Máy nghiền phân loại siêu mịn thường không phải là một máy đơn lẻ mà là một hệ thống. Các thành phần cốt lõi của nó bao gồm:
• Thiết bị nghiền cơ học: Chẳng hạn như máy nghiền phản lực hoặc máy nghiền va chạm cơ học, có chức năng phá vỡ các hạt thông qua lực va chạm và lực cắt tốc độ cao.
• Máy phân loại: Đây là chìa khóa để đạt được khả năng kiểm soát “siêu mịn” và “chính xác”. Thường là máy phân loại turbo quay tốc độ cao, máy này tách các hạt thô và đưa chúng trở lại vùng nghiền để nghiền tiếp. Chỉ những hạt mịn đạt độ mịn mục tiêu mới có thể đi qua và được thu gom.
• Hệ thống thu gom: Bao gồm các thiết bị tách ly tâm và thiết bị thu bụi túi lọc, được sử dụng để thu gom sản phẩm đạt tiêu chuẩn.
Quá trình này hoạt động theo cơ chế cân bằng động, cho phép kiểm soát chính xác sự phân bố kích thước hạt cuối cùng bằng cách điều chỉnh nhiều thông số khác nhau.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ mịn cuối cùng
Mặc dù thiết bị có khả năng cao nhưng độ mịn đạt được phụ thuộc vào những yếu tố sau:
1. Đặc điểm nguyên liệu thô:
◦ Độ cứng và độ giòn: Độ cứng của carbon có nguồn gốc từ nhựa liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ cacbon hóa. Nhiệt độ cacbon hóa càng cao thì mức độ than hóa càng cao, khiến vật liệu cứng hơn và giòn hơn, tạo điều kiện cho việc nghiền mịn hơn. Ngược lại, carbon có nguồn gốc từ nhựa được cacbon hóa ở nhiệt độ thấp hơn có thể mềm hơn và dẻo hơn, khiến việc nghiền khó khăn hơn.
◦ Kích thước hạt ban đầu: Kích thước hạt nguyên liệu nhỏ hơn giúp dễ dàng thu được sản phẩm cuối cùng mịn hơn. Thông thường, cần phải xử lý sơ bộ bằng cách nghiền thô hoặc nghiền trung gian.
2. Thông số và loại thiết bị:
◦ Tốc độ phân loại: Đây là thông số kiểm soát quan trọng nhất. Tốc độ quay càng cao sẽ tạo ra lực ly tâm càng lớn, chỉ cho phép các hạt mịn hơn đi qua, tạo ra sản phẩm mịn hơn.
◦ Tốc độ và áp suất luồng khí (đối với máy nghiền phản lực): Ảnh hưởng đến năng lượng va chạm và hiệu quả vận chuyển.
◦ Tốc độ nạp liệu: Tốc độ nạp liệu phải ổn định và phù hợp với công suất nghiền. Tốc độ nạp liệu quá cao sẽ làm giảm thời gian lưu trú của hạt trong buồng nghiền, dẫn đến nghiền không đủ và sản phẩm thô hơn.
◦ Loại và Thiết kế Thiết bị: Các nhà sản xuất và model khác nhau có khả năng nghiền tối ưu khác nhau. Thiết bị cao cấp cung cấp vật liệu, hệ thống làm kín và thiết kế trường dòng chảy vượt trội, cho phép phân phối kích thước hạt mịn hơn và hẹp hơn.
3. Mục tiêu của quy trình:
◦ Càng mịn không phải lúc nào cũng tốt hơn. Đối với vật liệu anode pin, việc phân bố kích thước hạt hợp lý là điều cần thiết. Thông thường, trọng tâm là D50 (kích thước hạt trung bình) và D97 (kích thước mà 97% hạt nhỏ hơn).
◦ Bột quá mịn có thể dẫn đến diện tích bề mặt riêng quá lớn, giảm hiệu suất nạp-xả ban đầu (hiệu suất Coulomb), tăng phản ứng phụ và giảm mật độ nén. Do đó, quy trình này nhằm mục đích xác định phạm vi tối ưu.
Yêu cầu về kích thước hạt điển hình cho carbon có nguồn gốc từ nhựa trong ứng dụng pin
Đối với vật liệu anot pin lithium-ion, phạm vi kích thước hạt lý tưởng cho carbon có nguồn gốc từ nhựa thường là:
• D50: 5–15 μm
• D100: ≤ 20–25 μm (Điều rất quan trọng là phải kiểm soát kích thước hạt tối đa dưới 20 μm để tránh làm thủng pin) bộ tách.)
Hệ thống máy nghiền phân loại siêu mịn chuyên nghiệp có thể dễ dàng và ổn định kiểm soát bột carbon có nguồn gốc từ nhựa trong phạm vi này và cho phép điều chỉnh chính xác dựa trên yêu cầu về công thức.
• Giới hạn lý thuyết: Hệ thống máy nghiền phân loại siêu mịn chất lượng cao ở quy mô phòng thí nghiệm hoặc sản xuất có thể nghiền carbon có nguồn gốc từ nhựa thành mức cực kỳ mịn D50 = 1–3 μm.
• Thực tế công nghiệp: Trong sản xuất quy mô lớn, xét đến hiệu suất tổng thể của pin (hiệu suất, mật độ, độ an toàn), kích thước hạt carbon có nguồn gốc từ nhựa thường được kiểm soát trong phạm vi D50 = 5–15 μm. Đây là mức mà các máy nghiền phân loại siêu mịn có thể dễ dàng và nhất quán đạt được.
Giới thiệu về Epic Powder Machinery
Máy móc bột Epic là nhà cung cấp hàng đầu các giải pháp xử lý bột tiên tiến, chuyên thiết kế và sản xuất các hệ thống nghiền và phân loại có độ chính xác cao. Máy nghiền phân loại siêu mịn của họ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực năng lượng mới, bao gồm cả việc xử lý vật liệu anode như carbon có nguồn gốc từ nhựa.
Tập trung vào đổi mới và độ tin cậy, Epic Powder Machinery cung cấp thiết bị đảm bảo phân phối kích thước hạt hẹp, hiệu suất cao và hiệu suất ổn định - giúp các nhà sản xuất đáp ứng các yêu cầu chất lượng nghiêm ngặt trong sản xuất vật liệu pin. Hệ thống của họ được thiết kế để kiểm soát chính xác độ mịn, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi nghiền siêu mịn và phân loại chính xác.
