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常州市龍鑫智能裝備股份有限公司
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隨著新能源汽車的普及，對鋰電池的需求持續(xù)攀升。高純氧化鋁作為鋰電池隔膜的關(guān)鍵原材料，其市場需求也會相應(yīng)增加。例如，2024年前三季度，科創(chuàng)板的鋰電池行業(yè)上市公司中，下游電池企業(yè)業(yè)績保持韌性增長，新能源汽車作為鋰電池的主要應(yīng)用場景之一，正推動著鋰電池市場規(guī)模不斷擴大，進而帶動高純氧化鋁的需求。儲能電池在電力系統(tǒng)、可再生能源存儲等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸廣泛，對鋰電池的需求也日益增長，從而為高純氧化鋁市場帶來新的增長機遇。
為滿足鋰電池高性能、高安全性的要求，企業(yè)將不斷加大研發(fā)投入，提高高純氧化鋁的純度等級，如從4N向5N甚至更高純度邁進，以提升鋰電池的能量密度和循環(huán)性能。精準控制高純氧化鋁的粒度分布和顆粒形貌，能夠更好地滿足鋰電池隔膜的生產(chǎn)工藝和性能要求，提高隔膜的孔隙率、透氣性和吸液率等關(guān)鍵性能指標，進而提升鋰電池的整體性能。近日，江蘇龍鑫智能干燥科技有限公司自主研發(fā)的精密陶瓷噴霧干燥機在納米氧化鋁陶瓷粉制備領(lǐng)域取得了重大進展，為這一領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的動力。
(1) 氧化鋁粉和溶劑為原料配制成漿液，并加入占表面活性劑，攪拌均勻；溶劑采用具有親水性的液體物質(zhì)水或乙醇。
(2) 將漿液通過砂磨機研磨至所需粒度D100≤0.1μm；該砂磨機內(nèi)襯和研磨介質(zhì)球均為氧化鋯陶瓷材質(zhì)。
(3) 將研磨所得漿液通過精密陶瓷噴霧干燥機制備成高純氧化鋁球形粉末；
(4) 將噴霧干燥所得純度高、粒度均勻、分散性良好的納米氧化鋁陶瓷粉。
(1) 霧化技術(shù)改進
優(yōu)化霧化器設(shè)計：對離心霧化器的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，如改進霧化盤的形狀、尺寸、角度，以及噴嘴的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，使料液能夠更均勻地霧化成細小且粒徑分布更窄的液滴，從而提高產(chǎn)品的粒度均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性。
采用新型霧化方式：探索和應(yīng)用一些新型的霧化技術(shù)，可產(chǎn)生更小的液滴，且霧化過程溫和，適用于對溫度敏感的高純氧化鋁料液；靜電霧化則借助電場力使料液帶電并分散成微小液滴，能更好地控制液滴的粒徑和飛行軌跡，提高干燥效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
(2) 加熱與節(jié)能技術(shù)改進
提高加熱效率：采用更高效的加熱元件和加熱方式，如采用新型的電加熱器、燃氣加熱器或熱泵技術(shù)等，提高熱空氣的加熱速度和溫度均勻性，縮短干燥時間，降低能耗。同時，優(yōu)化加熱系統(tǒng)的布局和熱交換過程，減少熱量損失，提高能源利用率。
余熱回收利用：增加余熱回收裝置，將干燥過程中排出的廢氣中的余熱進行回收，用于預(yù)熱進入干燥機的冷空氣或料液，實現(xiàn)能源的循環(huán)利用，進一步降低能耗。例如，采用熱交換器、熱管等設(shè)備，將廢氣中的熱量傳遞給新鮮空氣或料液，提高能源的綜合利用效率。
(3) 干燥塔結(jié)構(gòu)改進
優(yōu)化塔體設(shè)計：對干燥塔的形狀、尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，以改善熱空氣和霧化液滴的流動狀態(tài)，提高兩者的接觸效率和均勻性。確保充分干燥，同時減少物料在塔壁上的黏附和結(jié)塊現(xiàn)象。
防粘壁技術(shù)：在干燥塔內(nèi)壁采用特殊的防粘涂層或內(nèi)襯材料，如聚四氟乙烯涂層、陶瓷內(nèi)襯等，降低物料與塔壁之間的附著力，防止物料黏附在塔壁上，不僅可以提高產(chǎn)品的回收率，還能減少因清理塔壁而導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷，提高設(shè)備的連續(xù)運行時間和生產(chǎn)效率。
(4) 控制系統(tǒng)智能化
精準控制參數(shù)：引入先進的傳感器技術(shù)和自動化控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測和精準控制干燥過程中的關(guān)鍵參數(shù)，如熱空氣溫度、濕度、流速，料液進料速度、霧化器轉(zhuǎn)速等。通過PID控制、模糊控制等先進的控制算法，實現(xiàn)對干燥過程的精準調(diào)節(jié)，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，并能根據(jù)不同的物料特性和生產(chǎn)要求，快速調(diào)整設(shè)備的運行參數(shù)，提高生產(chǎn)的靈活性和適應(yīng)性。
故障診斷與預(yù)警：建立完善的故障診斷系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患，并發(fā)出預(yù)警信號。通過對設(shè)備的振動、溫度、壓力等參數(shù)的監(jiān)測和分析，提前預(yù)測可能出現(xiàn)的故障，如霧化器故障、加熱元件損壞、風(fēng)機故障等，以便及時采取維修措施，減少設(shè)備停機時間，降低維修成本，提高設(shè)備的可靠性和運行安全性。
(5) 物料輸送與供料系統(tǒng)改進
穩(wěn)定供料：設(shè)計和采用更穩(wěn)定、精準的料液輸送系統(tǒng)，如高精度計量泵、螺桿泵等，確保料液能夠以穩(wěn)定的流量和壓力輸送至霧化器，避免因供料不穩(wěn)定導(dǎo)致的霧化效果不佳和產(chǎn)品質(zhì)量波動。同時，增加料液的過濾和除雜裝置，防止雜質(zhì)進入霧化器和干燥塔，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
連續(xù)化生產(chǎn)：改進物料的進出料方式，實現(xiàn)設(shè)備的連續(xù)化生產(chǎn)。例如，采用螺旋進料器、氣動輸送裝置等，實現(xiàn)物料的連續(xù)進料和出料，減少人工干預(yù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。此外，還可以設(shè)計配套的物料緩存和中轉(zhuǎn)裝置，確保物料在生產(chǎn)過程中的連續(xù)供應(yīng)和順暢流轉(zhuǎn)。
(6) 環(huán)保與安全性能提升
粉塵回收與處理：優(yōu)化旋風(fēng)分離器、布袋除塵器等粉塵回收裝置的性能，提高粉塵的回收率，減少粉塵排放對環(huán)境的污染。同時，增加粉塵的后處理設(shè)備，如粉塵過濾器、活性炭吸附裝置等，進一步凈化排出的廢氣，使其符合更嚴格的環(huán)保排放標準。
安全防護措施：加強設(shè)備的安全防護設(shè)計，如增加防火、防爆、防靜電等安全裝置，確保設(shè)備在運行過程中的安全性。對于處理有機溶劑等易燃易爆物料的噴霧干燥機，采用密閉式結(jié)構(gòu)和惰性氣體保護系統(tǒng)，防止物料泄漏和爆炸事故的發(fā)生。此外，還應(yīng)設(shè)置完善的安全報警系統(tǒng)和緊急停機裝置，保障操作人員的人身安全和設(shè)備的正常運行。
據(jù)行業(yè)報告預(yù)測，納米氧化鋁微球市場規(guī)模將持續(xù)增長。龍鑫干燥憑借設(shè)備的技術(shù)迭代與工藝適配性，未來將進一步拓展其在5G基站散熱材料、醫(yī)用載體等新興場景的應(yīng)用。公司技術(shù)總監(jiān)表示：“我們將持續(xù)優(yōu)化精密陶瓷噴霧干燥系統(tǒng)的智能化水平，推動氧化鋁微球向更細粒度、更高功能化方向發(fā)展?！?/p>
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