锂电池制浆技术的革命性突破!

锂电池行业正以不断超出市场预期的速度快速发展。数据显示,全球锂离子电池市场规模预计将从2023年的568亿美元(约4113亿元)增长到2032年的1871亿美元(约1.355万亿元),即2023年至2032年的复合年增长率为14.2%。

在锂电池时代,锂电池设备是提高锂电池质量和降低成本的关键,因此选择高效、稳定、性能优异、成本低廉的设备对锂电池制造商来说更为迫切和重要。

锂电池的性能主要由制浆和涂布决定

锂离子电池的性能上限由化学系统(正极活性物质、负极活性物质、电解质等)决定。实际性能取决于极片的微观结构,极片的微观结构主要由浆液的微观结构和涂层工艺决定。

制浆工艺的重要性如下:

1、对电池的内阻、容量、循环寿命和倍率性能有重要影响。

锂电池的电极需要具有良好的机械性能、良好的电子传输和离子传输能力,才能发挥最佳性能。当浆料混合分散不足时,活性材料和导电颗粒团聚,粘合剂分布不均匀,无法实现稳定连接,没有良好的离子通道和电子通道,会导致电池内阻大,电池容量不能充分发挥,特别是在大电流下,电池容量衰减严重,产热严重,循环寿命差。

2、对电池的一致性和安全性有重要影响。

在制浆过程中,应保证活性材料与导电剂和粘合剂的充分混合和分散,否则同一批电池的内阻、容量、循环寿命等单个电池的性能会有很大差异。动力和储能应用需要大量的单电池串并联组,对单电池的一致性要求很高。只有高一致性的单电池才能避免由“短板效应”造成的容量损失和循环寿命的急剧下降,并确保电池的安全。

此外,在制浆过程中,应尽量避免金属颗粒、杂物和灰尘混入浆料中。如果混合杂物,可能会导致电池内部微短路,严重时会导致电池火灾和爆炸,这对制浆设备的材料选择和过程控制能力提出了很高的要求。

3、对涂层、辊压等后续电池极片加工工艺有重要影响。

浆液的细度和粘度决定了浆液是否适合涂层。如果细度不合格,会导致涂层过程中的划痕。如果粘度不合适,浆液不能均匀涂抹在集流体上;浆液的固体含量会影响涂层的干燥效率和极片的质量;浆液的稳定性会影响浆液的稳定储存时间,对制浆、涂布、辊压的生产节拍有重要影响;浆料的均匀性决定了涂布辊压出的极片是否均匀。

由此可见,制浆设备和涂装设备是锂电池生产过程中提高质量和成本的关键。据维科网锂电池介绍,目前锂电池制浆行业仍面临金属异物超标、系统能耗高、劳动力多等痛点。

锂电池生产企业和锂电池设备企业面临的迫切问题是如何解决这些痛点。

革命性的制浆设备可以降低运营成本

目前,锂电池制浆设备行业的技术路线主要包括传统的双行星搅拌技术和循环制浆技术。

锂电池市场的未来空间足够大。预计未来三种制浆工艺将有一定的市场。然而,在动力电池和储能电池领域,单线生产能力较大,将更倾向于双螺杆制浆技术。

对比三种制浆技术路线如下:

锂电池制浆技术的革命性突破! 

锂电池制浆领域目前的发展趋势是:

1、为了实现更大的生产能力和更高效的连续生产,锂电池制造商使用的制浆设备技术正在从批量发展到半连续发展。据了解,目前国轩高科技、中创新航空、鹏辉能源等龙头企业采用了具有连续制浆功能的双螺杆制浆技术。

2、锂电池制浆系统正朝着集成交付的趋势发展,即给料系统、分散系统等集成交钥匙项目,并向设备供应商集成采购。未来,集成交付的趋势将更加明显。

3、为了满足下游应用的更高要求,锂电池制浆设备制造商需要在高性能和功能需求的背景下,保持对工艺技术和工艺流程的研究和改进,不断高效地进行研发和创新,提供经济性最好的制浆系统。

曼恩斯特的“智能调度双螺杆制浆系统”符合市场发展趋势,以连续制浆功能和强涂装技术为基础,近日正式推出。

据了解,制浆设备是世界上第一个以陶瓷为核心材料的制浆系统,是锂制浆领域的里程碑事件,带来了锂电池制浆技术的革命性突破!

 锂电池制浆技术的革命性突破!

智能调度双螺杆制浆系统帮助锂电动制造

曼恩斯特智能调度双螺杆制浆系统来解决痛点:

1、新型全陶瓷双螺杆制浆系统超耐磨、更安全,使生产更高效:所有螺纹元件和气缸衬里均采用陶瓷材料,行业第一,更硬、更耐磨。实验数据显示,陶瓷的磨损是镍基合金的1/10。陶瓷磨损对电气性能影响不大,使用更安全可靠。结构设计采用双阶双支撑,螺纹元件与筒体内壁间隙较小,材料剪切效率较高,效果较好。

“陶瓷磨损对电气性能几乎没有影响”的特点完全解决了金属异物超标的最大痛点。这也是曼恩斯特智能调度双螺杆制浆系统与其他双螺杆制浆系统最大的区别。

2、智能调度系统,一键制浆,减少劳动力,提高质量:粉体智能调度系统可同时生产一套成分系统和多个配方,大大提高了成分系统的使用效率,降低了单位GWH能耗、占地面积和环境控制成本30%以上。

这就解决了锂电池制浆领域人工较多的痛点。

3、温度闭环控制系统节能高效:双螺杆制浆过程中产生的温升通过液体原料的冷却来抵消,从而达到涂层所需的浆液温度。这种方法大大缩短了从成分到涂层的时间,采用了更高效的换热方法,也降低了系统的能耗。它也为后期的高温涂层奠定了基础。

这就解决了锂电池制浆领域系统能耗高的痛点。

4、粉末预混合模块:采用内螺旋和外螺旋带的结构设计,物料可上下对流和扩散,使物料充分混合。独特的下料阀设计确保螺旋带搅拌过程中没有死区,下料平稳无残留。

这大大加强了制浆的一致性和均匀性。

5、水平螺杆搅拌罐模块:专门为双螺杆制浆系统设计。与传统的垂直搅拌罐相比,水平内外螺杆的结构设计强制了罐内浆液的循环和对流,高速分散板设置在对流中心,可以更有效地分散和混合。

这大大加强了材料的分散均匀性。

6、智能生产安全可靠:控制系统对配方的发布、执行和追溯设置不同的管理权限,安全可靠;实时监控各模块的工作,反馈当前流程状态,收集和记录各模块的工作实时数据。

这是曼恩斯特用智能技术赋能锂电池制浆设备的具体体现。

综上所述,从具体效益来看,与目前市场上的双行星搅拌机、循环制浆机和传统双螺杆制浆机相比,曼恩斯特智能调度双螺杆制浆系统的运营成本大幅降低,综合效益大幅提高!

总结

曼恩斯特不仅在涂料模具领域处于世界领先地位,而且在聚焦“新能源”、提供一套完整的锂电池工艺设备平台方面也表现出色。例如,制浆过程只是一个涂层过程前一道工序使曼恩斯特对制浆领域有了更深的了解,曼恩斯特已经深入培育了涂布模头,实现了涂布模头的进口替代,这也是曼恩斯特智能调度双螺杆制浆系统一经推出,行业领先的关键。

曼恩斯特在取得现有研究成果的基础上,积极拓展涂料技术在氢燃料电池电极涂料、钙钛矿太阳能涂料、MLCC涂料、半导体相关涂料、涂料前工艺制浆设备等周边新领域的应用,致力于打造下一个进口替代品和世界领先地位!

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