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常州市龍?chǎng)沃悄苎b備股份有限公司
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隨著新能源汽車的普及，對(duì)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(chǎng)需求也會(huì)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(jī)保持韌性增長(zhǎng)，新能源汽車作為鋰電池的主要應(yīng)用場(chǎng)景之一，正推動(dòng)著鋰電池市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，進(jìn)而帶動(dòng)高純氧化鋁的需求。儲(chǔ)能電池在電力系統(tǒng)、可再生能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸廣泛，對(duì)鋰電池的需求也日益增長(zhǎng)，從而為高純氧化鋁市場(chǎng)帶來新的增長(zhǎng)機(jī)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(jí)，如從4N向5N甚至更高純度邁進(jìn)，以提升鋰電池的能量密度和循環(huán)性能。精準(zhǔn)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(biāo)，進(jìn)而提升鋰電池的整體性能。近日，江蘇龍?chǎng)沃悄芨稍锟萍加邢薰咀灾餮邪l(fā)的精密陶瓷噴霧干燥機(jī)在納米氧化鋁陶瓷粉制備領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，為這一領(lǐng)域的發(fā)展注入了新的動(dòng)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(jī)研磨至所需粒度D100≤0.1μm；該砂磨機(jī)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(jī)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(jìn)
優(yōu)化霧化器設(shè)計(jì)：對(duì)離心霧化器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如改進(jìn)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(xì)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(duì)溫度敏感的高純氧化鋁料液；靜電霧化則借助電場(chǎng)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(jìn)
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?xì)饧訜崞骰驘岜眉夹g(shù)等，提高熱空氣的加熱速度和溫度均勻性，縮短干燥時(shí)間，降低能耗。同時(shí)，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(jìn)行回收，用于預(yù)熱進(jìn)入干燥機(jī)的冷空氣或料液，實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)利用，進(jìn)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(jìn)
優(yōu)化塔體設(shè)計(jì)：對(duì)干燥塔的形狀、尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以改善熱空氣和霧化液滴的流動(dòng)狀態(tài)，提高兩者的接觸效率和均勻性。確保充分干燥，同時(shí)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(yùn)行時(shí)間和生產(chǎn)效率。
(4) 控制系統(tǒng)智能化
精準(zhǔn)控制參數(shù)：引入先進(jìn)的傳感器技術(shù)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)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(jìn)料速度、霧化器轉(zhuǎn)速等。通過PID控制、模糊控制等先進(jìn)的控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)干燥過程的精準(zhǔn)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(yùn)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(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患，并發(fā)出預(yù)警信號(hào)。通過對(duì)設(shè)備的振動(dòng)、溫度、壓力等參數(shù)的監(jiān)測(cè)和分析，提前預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的故障，如霧化器故障、加熱元件損壞、風(fēng)機(jī)故障等，以便及時(shí)采取維修措施，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，降低維修成本，提高設(shè)備的可靠性和運(yùn)行安全性。
(5) 物料輸送與供料系統(tǒng)改進(jìn)
穩(wěn)定供料：設(shè)計(jì)和采用更穩(wěn)定、精準(zhǔn)的料液輸送系統(tǒng)，如高精度計(jì)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(dòng)。同時(shí)，增加料液的過濾和除雜裝置，防止雜質(zhì)進(jìn)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(jìn)物料的進(jìn)出料方式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連續(xù)化生產(chǎn)。例如，采用螺旋進(jìn)料器、氣動(dòng)輸送裝置等，實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)進(jìn)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(jì)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(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)，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(jìn)一步凈化排出的廢氣，使其符合更嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。
安全防護(hù)措施：加強(qiáng)設(shè)備的安全防護(hù)設(shè)計(jì)，如增加防火、防爆、防靜電等安全裝置，確保設(shè)備在運(yùn)行過程中的安全性。對(duì)于處理有機(jī)溶劑等易燃易爆物料的噴霧干燥機(jī)，采用密閉式結(jié)構(gòu)和惰性氣體保護(hù)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(bào)警系統(tǒng)和緊急停機(jī)裝置，保障操作人員的人身安全和設(shè)備的正常運(yùn)行。
據(jù)行業(yè)報(bào)告預(yù)測(cè)，納米氧化鋁微球市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)。龍?chǎng)胃稍飸{借設(shè)備的技術(shù)迭代與工藝適配性，未來將進(jìn)一步拓展其在5G基站散熱材料、醫(yī)用載體等新興場(chǎng)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(dòng)氧化鋁微球向更細(xì)粒度、更高功能化方向發(fā)展?！?/p>
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