
常州市龍?chǎng)沃悄苎b備股份有限公司

已認(rèn)證
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龍?chǎng)吴c離子電池材料智能產(chǎn)線(xiàn)全鏈解決方案助力硬碳負(fù)極成本產(chǎn)能雙重突破
鈉離子電池的商業(yè)化進(jìn)程中,硬碳負(fù)極的重要性日益凸顯。相較于石墨負(fù)極在鋰電中的主導(dǎo)地位,鈉電因鈉離子半徑大,無(wú)法嵌入石墨層間,硬碳成為兼具高容量、快充和長(zhǎng)循環(huán)的負(fù)極材料。然而,其產(chǎn)業(yè)化仍面臨“材料-工藝-設(shè)備”的三重挑戰(zhàn):
(1) 從材料端看,硬碳前驅(qū)體(如椰殼、甘蔗渣)的地域差異性顯著。例如,印尼椰殼炭化料因雜質(zhì)少、強(qiáng)度高成為優(yōu)選,但國(guó)內(nèi)自給率不足,進(jìn)口依賴(lài)度高;
(2) 從工藝端看,碳化過(guò)程中的溫度波動(dòng)可能導(dǎo)致層間距變化,影響儲(chǔ)鈉效率;
(3) 從設(shè)備端看,傳統(tǒng)砂磨機(jī)在研磨硬碳時(shí)易堵料,篩分效率低,導(dǎo)致產(chǎn)能受限,而進(jìn)口設(shè)備價(jià)格高,中小廠商難以承受。
硬碳生產(chǎn)的12道核心工序中,設(shè)備選型與工藝匹配度決定了產(chǎn)品良率。以研磨和干燥為例:
(1) 研磨工序:硬碳需研磨至D50,但傳統(tǒng)砂磨機(jī)(如盤(pán)式結(jié)構(gòu))研磨介質(zhì)磨損快,每3個(gè)月需更換,維護(hù)成本占設(shè)備原值的20%;且離心分離不完善,導(dǎo)致粒徑分布寬,影響電池循環(huán)穩(wěn)定性。
(2) 干燥工序:噴霧干燥過(guò)程中,傳統(tǒng)壓力式噴嘴易堵塞,停機(jī)清理頻率高(每天3-4次),且無(wú)法精準(zhǔn)控制球形度,導(dǎo)致壓實(shí)密度低,能量密度受限。
(3) 包覆熱解:間歇式爐窯溫度均勻性差,包覆層厚度波動(dòng)大,首周庫(kù)侖效率不穩(wěn)定,難以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。
(1) 納米研磨:效率與精度雙提升
龍?chǎng)螌?shí)驗(yàn)型棒銷(xiāo)納米砂磨機(jī)針對(duì)硬碳前驅(qū)體的高硬度特性,采用“棒銷(xiāo)轉(zhuǎn)子+雙離心出料”結(jié)構(gòu):
① 研磨效率:轉(zhuǎn)子線(xiàn)速度達(dá)20m/s,配合氧化鋯珠,1次研磨即可達(dá)到傳統(tǒng)設(shè)備幾次的效果,能耗降低;每小時(shí)處理量高,較傳統(tǒng)設(shè)備提升。
② 粒徑控制:離心渦輪出料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)磨介與漿料的高效分離,粒徑分布D90-D10,滿(mǎn)足硬碳負(fù)極對(duì)均勻性的嚴(yán)苛要求。
③ 長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì):氧化鋯陶瓷內(nèi)襯與耐磨合金轉(zhuǎn)子,使用壽命超出,維護(hù)成本降低,適配24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)場(chǎng)景。
(2) 噴霧干燥:從“微米級(jí)”到“形貌可控”
龍?chǎng)胃呒兂?xì)離心氣流噴霧干燥機(jī),針對(duì)硬碳前驅(qū)體的干燥痛點(diǎn),實(shí)現(xiàn)三大創(chuàng)新:
① 霧化技術(shù):二流體噴嘴結(jié)合壓縮空氣與料液,霧化液滴粒徑分布,通過(guò)調(diào)節(jié)氣液比,可準(zhǔn)確控制粉體D50。
② 球形化工藝:干燥塔內(nèi)風(fēng)速與溫度梯度優(yōu)化,使粉體在干燥過(guò)程中自然收縮成球形,球形度大,振實(shí)密度提升,較傳統(tǒng)工藝提高,對(duì)應(yīng)電池能量密度提升。
③ 環(huán)保升級(jí):配備三級(jí)廢氣處理系統(tǒng)(過(guò)濾+冷凝+吸附),粉塵排放降低,遠(yuǎn)低于國(guó)際要求;余熱回收系統(tǒng)將熱能利用率提升,年節(jié)約能耗成本超量。
(3) 連續(xù)式焙燒:工業(yè)化生產(chǎn)的“心臟”設(shè)備
龍?chǎng)芜B續(xù)式氣氛回轉(zhuǎn)焙燒爐,針對(duì)硬碳包覆熱解的效率與一致性難題,采用模塊化設(shè)計(jì):
① 溫度場(chǎng)均勻性:三段式加熱分區(qū),配合回轉(zhuǎn)窯體旋轉(zhuǎn),爐內(nèi)溫度偏差低,確保包覆層(如酚醛樹(shù)脂)均勻熱解,形成厚度穩(wěn)定的碳層,首周庫(kù)侖效率提升。
② 產(chǎn)能躍升:連續(xù)進(jìn)料出料設(shè)計(jì),產(chǎn)能達(dá)標(biāo),較間歇式爐窯提升;智能化控溫系統(tǒng)支持多配方存儲(chǔ),換型時(shí)間短,適配多品種小批量生產(chǎn)需求。
③ 安全保障:全密封爐體配合氮?dú)獯祾?,氧含量低,杜絕粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn);尾氣處理系統(tǒng)可回收熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w,能源綜合利用率提升。
(4) 智能化產(chǎn)線(xiàn):數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)革命
龍?chǎng)沃悄軐卧O(shè)備優(yōu)勢(shì)整合為全流程智能化產(chǎn)線(xiàn),通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn):
① 工藝參數(shù)自?xún)?yōu)化:基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法,分析歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù),自動(dòng)推薦優(yōu)良的研磨轉(zhuǎn)速、干燥溫度、焙燒時(shí)間,良率提升。
② 設(shè)備協(xié)同控制:研磨機(jī)、干燥機(jī)、焙燒爐通過(guò)OPC UA協(xié)議實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng),例如研磨粒徑波動(dòng)時(shí),干燥機(jī)自動(dòng)調(diào)整進(jìn)風(fēng)溫度,確保粉體含水率穩(wěn)定。
③ 遠(yuǎn)程運(yùn)維服務(wù):搭載AR遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng),工程師可實(shí)時(shí)查看設(shè)備運(yùn)行參數(shù)(如軸承溫度、電機(jī)電流),提前預(yù)警故障(如砂磨機(jī)堵料預(yù)警),停機(jī)時(shí)間減少。
面對(duì)鈉電產(chǎn)業(yè)化加速,龍?chǎng)沃悄苷季窒乱淮蔡忌a(chǎn)設(shè)備:
(1) 超快充硬碳專(zhuān)用設(shè)備:開(kāi)發(fā)適配倍率的硬碳研磨工藝,通過(guò)納米造孔技術(shù)提升離子傳輸速率;
(2) 零碳產(chǎn)線(xiàn)解決方案:整合光伏供電、余熱回收、二氧化碳捕集技術(shù),打造凈零排放的硬碳生產(chǎn)基地;
(3) 數(shù)字孿生工廠:構(gòu)建硬碳生產(chǎn)全流程虛擬模型,實(shí)現(xiàn)工藝驗(yàn)證周期縮短,新產(chǎn)品研發(fā)效率提升。
在硬碳負(fù)極這場(chǎng)鈉電產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵戰(zhàn)役中,龍?chǎng)沃悄芤栽O(shè)備創(chuàng)新為矛,以全鏈賦能為盾,正助力我國(guó)鈉電企業(yè)突破技術(shù)壁壘,在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)先機(jī)。隨著更多創(chuàng)新設(shè)備的落地,硬碳負(fù)極的“我國(guó)智造”時(shí)代已悄然開(kāi)啟。
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