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宏瑞德高效匀浆工艺 攻克电池材料痛点

发布者: 宏瑞德  时间:2024-12-22

宏瑞德高效匀浆工艺 攻克电池材料痛点


国内低空经济产业快速发展,作为新质生产力的新兴赛道之一,带动着锂电池需求,锂电行业有望迎来万亿规模级市场。而电池的能量密度、循环寿命以及安全等方面性能要求是日益严格的。传统石墨负极的理论比容量确实为372 mAh/g,这一数值已接近其实际应用中的极限,难以满足市场对更高能量密度的迫切需求。相比之下,硅负极因具备高达4200 mAh/g的理论比容量,正逐渐成为科研与产业界的关注焦点‌。

具体来说,石墨作为锂离子电池负极材料的传统选择,其理论比容量372 mAh/g代表了石墨材料在理想条件下每克所能存储的电荷量。然而,在实际应用中,石墨负极的实际比容量已经接近这一极限值,这使得它在满足市场对高比能锂电的需求方面显得力不从心‌。随着科技的进步和消费者对电池性能要求的不断提高,传统石墨负极的局限性愈发凸显。




与石墨负极相比,硅负极则展现出了巨大的潜力。硅基负极材料的理论比容量高达4200 mAh/g,这一数值远超石墨负极,意味着硅负极在相同质量下能够存储更多的电荷,从而提供更高的能量密度‌。这对于追求更长续航、更高能量密度的电池应用来说,无疑是一个巨大的优势。因此,硅负极正逐渐成为科研与产业界的关注焦点。然而硅负极在充放电过程中,会发生严重的体积膨胀效应,最高可膨胀300%,多次循环后会导致硅材料破碎、粉化,进而影响电池性能。




为解决这一问题,硅碳负极材料被开发出来。它结合了硅和碳两种材料的优点,硅具有高克容量,能提供更高的能量密度;而碳则能有效抑制硅的体积膨胀,提高电池的循环稳定性和安全性。硅碳负极材料通常由硅材料内层、多孔碳中间层和碳材料外层组成。这种结构设计能有效降低离子和电子的传输阻力,同时提供硅膨胀的空间,并抑制硅的膨胀力,从而解决了硅体积膨胀造成的低循环寿命及低安全性问题。此外,通过特定的制备方法和应用,硅碳负极材料还能进一步提高电池的首次效率和电导率。



硅负极&硅碳负极CV、放充电曲线


随着技术的不断革新和成本的持续下降,硅碳负极材料正逐渐得到市场的认可。据中商产业研究院的预测数据显示,至2024年,中国硅碳复合负极材料的出货量预计总量将达到1.26万吨,年度增长率有望达到12%。这一增长趋势反映了硅碳负极材料在市场上的强劲需求和广阔前景,尤其在高性能固态电池领域,硅碳负极材料的应用潜力更加巨大。硅碳负极材料也仍在面临多方面挑战,其中在制浆工艺上浆料的稳定、一致性等问题,需要更高更优的技术要求。


宏瑞德深耕于电池制浆领域,不断优化改善在搅拌、上料、输送等过程中的各种技术难题,创新其工艺。



半干湿强力密炼高效匀浆产线


宏瑞德半干湿强力密炼高效匀浆产线,结合自主开发专利设备螺旋密炼系统和异位三桨搅拌机,配合自动上料系统,开发一代连续高效匀浆体系,使“上料、制浆、匀浆”同时实现。

宏瑞德半干湿强力密炼高效匀浆产线,可通过细化调节上下料、搅拌速率对传统电池材料搅拌工艺进行优化,强力密炼能显著提升了浆料固含量,进一步提高浆料稳定一致性,提高浆料品质和电池电池性能,简化设备操作,维护更便捷,同时宏瑞德产线也具备低耗高效,占地面积小等优势。

宏瑞德半干湿强力密炼高效匀浆产线技术亮点:

①高精度二级计量,保证配方一致性;


②高固含强力密炼,固含量高达95%;


③环保节能无污染,人力成本省70%;


④规模化连续制浆,产能提升达300%。



螺旋混合强力密炼系统


螺旋混合强力密炼系统(国家发明专利号:ZL 202310227862.7),通过螺杆混合搅拌一体机实现,该机器实现粉料和液体的混合,进行第一次强力密炼,在此工序中,实现粉体到高固含量高粘度浆料的转变,固含量最高可达90%-95%。



异位三桨搅拌机


异位三桨搅拌机(国家发明专利号:ZL 202010380255.0),集分散、混合于一体的动力混合机,适用更高黏度,更高固含的环境。



传统搅拌机与异位三桨搅拌机对比



两桨&三桨轨迹对比



捏合效果对比



浆料涂布后极片SEM图


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