隨著鋰離子電池材料的不斷進步,原材料顆粒粒徑越來越小,這不僅提高了鋰離子電池性能,也非常容易形成二級團聚體,從而增加了混合分散工藝的難度。而全自動雙螺桿連續式勻漿工藝作為新型替代工藝,特別適合應用于大容量、大功率、高穩定性、高分散度鋰電池電極漿料的生產。
勻漿螺紋元件和機筒/襯套是雙螺桿連續式勻漿工藝的核心部件,在復雜的勻漿工作過程中,會面臨如下挑戰:
a)工作條件極復雜多變。介質鋰電池正、負極漿料的制備過程中伴隨著溫度、粘度、環境等變化。而材料與工作環境接觸的穩定性是勻漿部件的重要性能指標之一。
b)磨損。現有的粉末冶金高速鋼和鎳基合金材料螺紋元件和襯套/機筒仍然耐磨性不足,電池漿料中雜質超標,影響了鋰電池的性能。隨著鋰電池技術的不斷升級,下一代固態電池漿料顆粒的流動性更差,對勻漿設備的耐磨性提出了更高的挑戰,現有的設備將無法兼容下一代鋰電池生產工藝的技術要求。
c)腐蝕。電解液長期與勻漿部件表面接觸,并隨著溫度、粘度等的變化,極易發生電腐蝕,即Li氧化成Li+。由于鋰顆粒的局部強化的電溶解效應,導致金屬表面形成孔洞,從而導致局部材料嚴重退化。因此要求勻漿部件材質具有較強耐腐蝕、耐磨、穩定的物化性質,很顯然,無論正極材料的強堿性、NMP的強腐蝕性等等都需要勻漿部件具有優秀的耐腐蝕性。在勻漿過程中,部件對漿料的不斷攪拌則要求其具有耐磨性,具有足夠長的使用壽命。
d)粘黏。漿料是非常復雜的懸浮系統,在高粘度介質中包含很大百分比的不同化學物質,尺寸和形狀的固體顆粒。為減小勻漿過程中的摩擦阻力、降低能耗、減少部件磨損和腐蝕、保持清潔,要求勻漿部件具有較低的表面能和表面張力,從而減少電極漿料與勻漿部件之間的粘附作用。
針對上述挑戰和要求,我公司開發出一系列具有極高耐磨性和耐腐蝕性的陶瓷合金材料,并采用陶瓷合金材料研發出適用于鋰電池電極漿料環境的螺紋元件和機筒/襯套,解決市場現有產品的耐磨性不足,影響鋰電池產品性能,無法兼容下一代固態電池生產工藝等問題。我們的產品極大地降低了電極漿料中的金屬雜質含量,并成功應用于國內外鋰電池雙螺桿連續勻漿系統。