河南新鄉(xiāng)超聲波振動篩對于三元正極材料的分級、篩分與包裝
三元材料生產(chǎn)的三大主要環(huán)節(jié)是混料磨料、高溫?zé)Y(jié)、粉碎分解，每個環(huán)節(jié)的控制以及設(shè)備的性能都會對產(chǎn)品產(chǎn)生直接或間接的影響。其中分級、篩選和包裝是三元材料的環(huán)節(jié)，我們來了解下這些環(huán)節(jié)。

三元材料粒度分布會影響材料的比表面積、壓實密度、極片加工性能及電池的電性能。而粉碎設(shè)備只能控制材料的粒徑，卻不能控制材料的粒度分布，若要控制材料的粒度分布，就要用到分級設(shè)備。三元材料的分級一般在氣流粉碎機之后加上氣流分級裝置，直接對粉碎后的產(chǎn)品進行分級。

根據(jù)三元材料的粒度分布要求，可選擇不同的氣流分級機和分級工藝。

分級前后產(chǎn)品SEM圖和粒度圖對比

從粒度分布圖中可以看出，分級后產(chǎn)品的粒度分布比分級前產(chǎn)品的粒度分布窄了很多，從粒度分布圖中可以看出，一些粒徑很小的顆粒已經(jīng)被分離出去了。

為了避免材料中含有異物或粗大顆粒，還需對三元材料進行篩分。三元材料的Dmax至少小于50μm，但有時會出現(xiàn)Dmax超標的情況。如圖所示。

三元材料中的大顆粒SEM圖

選擇合適目數(shù)的篩網(wǎng)可以控制材料的Dmax。從表中可以看出，三元材料需要選擇300目或400目的篩網(wǎng)。

數(shù)目與篩網(wǎng)對照表

常見的篩分機有固定格篩、圓筒篩、振動篩等，三元材料常用的篩分機是振動篩。振動篩是工業(yè)上使用廣泛的篩子，它利用篩網(wǎng)的振動來進行篩分。篩網(wǎng)振動的次數(shù)為900~3000次·min-1。振幅的范圍在0.5~12mm，振幅越小，振動次數(shù)越多。篩子的傾斜角在0~40度之間。

振動篩篩分效率高，一般是80%~95%；篩分原料粒度的范圍大，從大于250mm到0.1mm或0.01mm；單位面積產(chǎn)量大；易于調(diào)整，篩孔較少堵塞。這種篩子需要專門的傳動設(shè)備且消耗動力。

將超聲波控制器與振動篩有機結(jié)合在一起即超聲波振動篩，在篩網(wǎng)上面疊加一個高頻率低振幅的超聲振動波，粉體接受巨大的超聲加速度，使篩面上的物料始終保持懸浮狀態(tài)，從而抑制黏附、摩擦、平降、楔入等堵網(wǎng)因素，性能較振動篩更為優(yōu)異。

超聲波振動篩

超聲波振動篩的特點有：具備自潔功能，網(wǎng)孔不易堵塞；無須添加彈跳球等防堵網(wǎng)裝置，防止造成污染，使篩網(wǎng)壽命延長；篩分精度很高，適用于40~635目，尤其是篩分100目以下的顆粒。

對于振動篩的整個工作而言，主要的部件是篩網(wǎng)、電機和軸承。在三元材料的使用中，篩網(wǎng)的選擇很關(guān)鍵。因為三元材料的制程過程應(yīng)避免帶入鐵雜質(zhì)或者其他金屬，所以篩網(wǎng)的材質(zhì)需要選擇非金屬材質(zhì)，且要耐堿腐蝕。

三元材料包裝一般采用真空包裝或真空后再充入惰性氣體。

真空包裝機品種較多，通常分為機械擠壓式、插管式、室式輸送帶式、旋轉(zhuǎn)臺式和熱成型式等。下面簡單介紹一下機械擠壓式真空包裝機、插管式真空包裝機和室式真空包裝機。

機械擠壓式真空包裝原理是：包裝袋充填結(jié)束后，在其兩側(cè)用海綿等彈性物品將袋內(nèi)的空氣排除，然后進行封口。這種方法簡單，但真空度低，用于真空度要求不高的場合。

插管式真空包裝機的特點是沒有真空室，操作時將包裝袋套在吸管上，直接對塑料袋抽氣或抽氣——充氣。此機型省去真空室后結(jié)構(gòu)大大簡化，體積小，重量輕，造價低，故障率低；生產(chǎn)效率高，平均比室內(nèi)真空包裝機高2~3倍；缺點是產(chǎn)品真空度低于室內(nèi)真空包裝機。

室內(nèi)真空包裝機的形式有臺式、單室式和雙室式，其基本結(jié)構(gòu)相同，由真空室、真空/充氣系統(tǒng)和熱封裝置組成。真空/充氣系統(tǒng)由一組電磁閥和真空泵組成，通過控制器控制各閥啟閉，自動完成抽真空—充氣—熱封的操作或真空—熱封操作。

室式真空包裝機的特點是：結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，安裝方便；真空度較高；需人工放袋、取袋，因此生產(chǎn)率不是很高，其中臺式及單室較低，雙室要略高。

真空包裝機品種繁多，在選擇真空包裝機時，由于各個用戶包裝尺寸不盡一樣，真空包裝技術(shù)等級要求不同，工作效率的要求不同，應(yīng)根據(jù)用戶自己產(chǎn)品的特點、包裝袋尺寸的大小等。用戶確定機型的依據(jù)除了包裝機的封口長度，雙排間距。真空室可利用的高度等，還應(yīng)考慮下列因素：

包裝速度：出于提高生產(chǎn)效率的考慮，可選用雙室或多室的真空包裝機，以提高整個生產(chǎn)的進度。

真空泵：是真空包裝機中主要的部件，真空泵的好壞直接影響著真空包裝機的包裝效果。

包裝機材質(zhì)：現(xiàn)在有噴漆的冷板機柜和不銹鋼機柜，真空機包裝機上用得是304不銹鋼。

真空度：真空包裝使用的包裝材料是塑料復(fù)合薄膜或塑料鋁箔復(fù)合薄膜，如滌綸/聚乙烯、滌綸/聚丙烯、尼龍/聚乙烯等等。