引领创新 颠覆传统 | 尚水智能开启锂电“制浆+粉体研磨”大变革
数据来源: 高工锂电
发布时间:2022-11-22

动力电池、锂电材料产能建设正在进入大规模复制阶段。

在动力电池制浆环节,需要适应大规模生产、高效率的创新解决方案;在锂电材料环节,需要适应多种正负极材料生产、高效率、自动化、环保的中国方案,已经成为当下的主流论调。

作为一家专注于新能源、新材料领域整体解决方案供应商,尚水智能在分散制浆领域深耕多年,积累了独特理解和创新经验,针对当前以及未来锂电池行业的发展趋势,迭代推出多款针对锂离子电池微纳米材料高效分散的制浆系统,并且向锂电材料核心生产装备大举发力,同时掌握了核心自主知识产权。

围绕大规模制造下锂电池制浆、锂电材料粉碎研磨的技术创新,以“创新为魂”的尚水智能正在开辟怎样一条“新路径”?

11月14日,尚水智能一年一度新品发布会在2022高工锂电年会同期举行,本次发布会主题为“引领创新 颠覆传统”,来自电池、材料近百家企业领袖高层,共同见证了这场关于新能源行业装备技术的创新变革。

尚水智能董事长金旭东在致辞中表示,尚水智能不做行业的内卷者,只做行业的创新者。尚水敢于打破思维定势、坚持走技术创新之路,持续开发新产品,引领和满足客户需求。通过创新解决行业难题与痛点,不断为行业、为客户创造价值。

高工锂电董事长张小飞博士在致辞中表示,尚水智能技术、产品过硬,实现了客户数量和客户质量的双提升,从锂电池匀浆设备到锂电材料核心装备,尚水智能正在创新道路上不断创新前行,实现新的飞跃。

本征方程董事长兼总经理刘剑洪博士在致辞中也对尚水智能给予了高度评价:“经过十年的奋斗,尚水智能既像一位科学家,集流体力学、热学、光学、电学等科学原理于一体,又像一位工程师,集人工智能、新材料等很多的工业成果于一身,开发出现有的一代一代工业粉体设备,更像一位艺术家,将不断创新的产品展现在实验室里与生产线上。”

秉承引领创新的精神,本次新品发布会上,尚水智能重磅发布了新型多品种分散制浆系统及锂电材料粉体研磨整体解决方案。

首先,尚水智能首席科学家石桥博士发表“大规模智造下,锂电池制浆技术的发展、创新与应用”主题报告。

石桥博士指出,电极微观结构对电池的性能发挥有决定性影响,而制浆过程对电极微观结构又起着决定性影响。只有建立理想的电极微观结构,才能发挥理想的电极性能。

目前,锂电池企业对于制浆设备的核心诉求:一是能够适应LFP、LFMP、AB、KB、CNT等难分散材料的应用,提高剪切强度,实现更好的分散效果。二是进一步提升分散效率,提高单线产能,降低能耗。

尚水智能致力于制浆设备的改进与组合,首创研发的循环制浆机采用高转速和小间隙来提高分散效果和分散效率,同时,采用粉体打散后逐步投入的粉液混合方式来提高润湿效率,采用半连续式的制浆模式来提高分散的一致性和效率。

石桥博士认为,随着产能需求的不断增长,制浆工艺有从批次式向连续式发展的趋势。批次式、半连续式和连续式制浆工艺各有优缺点和适用范围,需要根据材料特点、产能要求来选择,各种工艺并非简单的替代关系。

在锂电材料粉碎与研磨环节,石桥博士建议,应根据材料的粒径要求来选择合适的设备类型,通过选择合适直径的研磨珠,提高搅拌转速,形成复杂而均匀的流场,提高有效碰撞的频率,进而提升研磨效率,提高单线产能、降低能耗。

目前,尚水智能也在致力于设备结构和系统控制方面的创新,不断提高研磨系统的效率。

尚水智能研究院院长张旺博士发表“新型多品种分散制浆系统”主题报告。

张旺博士表示,当前锂电池新材料包括硅基负极、硬碳、纳米级LFP、高镍三元、三元+LFMP、锰酸锂+LFMP等层出不穷,在制浆环节也引发了固含量低、易凝胶、效率低、稳定性差、换型清洗难、分散性差等一系列痛点。

对于制浆设备工艺也提出了高效率、高固含量、高分散效率、一致性好、能耗低、严格的湿度管控、无金属异物的需求。

针对锂电池新材料、工艺升级、制浆痛点,尚水智能在锂电制浆领域开发了覆盖全领域、全体系、全产能的系列产品图谱。

持续帮助客户完善解决大规模生产成本、浆料一致性、批次稳定性、固含量、金属杂质、适应性、污染、快速换型、占地面积、智能化生产控制等方面的痛点难题。

目前,尚水智能对循环式高效制浆系统进行了新一代的升级,能够进一步提升浆料的一致性;高分散均匀性优势可降低导电剂和粘结剂的用量,并且还能兼容新材料(如:LFMP、硅基材料、国产PVDF/CMC/碳黑等)的导入。

尚水智能升级型循环式高效制浆系统主要做了4大升级措施:1、迭代设计新型分散结构,持续提高分散制浆效率,适配新型纳米材料;2、模块化设计、设计辅助拆卸结构、优化管道设计,适应频繁清洗换型;3、打造“零金属异物”系统工程,从源头切断金属异物引入;4、设计新型叶轮导流结构,增大固液混合面积,解决下粉过快堵粉痛点。

为了更好地满足市场需求,尚水智能还推出了“批次捏合+循环制浆”高效捏合分散制浆系统。产品集强捏合和强分散于一体,高速转子产生捏合主动力,与转向相反的低速桨叶相互作用,产生旋向相反的剪切机制,同时稀释分散效率也远超搅拌机,适用于高粘度、高固含量、难分散纳米材料的捏合、稀释与分散,具有较高的生产效率及优异的混合分散品质。

张旺博士进一步指出,随着磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、硅碳负极等材料的快速发展,CNT(碳纳米管)导电剂市场需求持续提升。尚水智能经过多年技术创新积淀,首创了以立式研磨分散机为核心设备的新型高效CNT分散制浆系统。

该系统可承载传统砂磨机30倍以上的研磨流量,相较传统CNT浆料生产装备,尚水智能高效CNT分散制浆系统具有研磨流量大、能量密度高、产品均匀性和一致性好、能耗低、拆洗维护方便、综合生产效率高等优势。

尚水智能研究院副院长杜保东发布“锂电材料粉碎研磨整体解决方案”主题报告。重点推出了尚水智能干法搅拌磨和双动力纳米砂磨机两款产品。

杜保东介绍,任何粉碎均为机械能转换为粉体劈裂的裂纹和表面积增加的能量转移过程。干法搅拌磨比普通干法球磨极大增加了碰撞频率与强度,比湿法研磨在微米尺度颗粒增加了冲击强度。尚水的干法搅拌磨,最优研磨范围约在3-300微米之间。

相比于传统干法滚筒式球磨机,尚水干法搅拌磨通过革新工艺,实现连续式生产,研磨细度可达到数μm,能量密度在0.3-1KW/L,设备体积小,采用PLC控制,可与上下游设备对接,便于大规模连续生产,生产效率高。适用于高镍三元材料LiOH、陶瓷材料的粉碎研磨。

尚水智能推出的另一款重磅新品——双动力纳米砂磨机,研磨范围约在20-1000纳米之间,适合多种新能源正负极材料的生产。

产品采用双动力结构设计,可实现介质沿周向分布均匀,不存在偏磨现象;研磨珠重力与浆料粘附力相抵,配合特殊的浆型设计,可实现研磨介质均匀分布,并能承载更大的研磨流量。在动态分离上,可使用最小0.03mm研磨介质。

总结:结合本次新品发布会可以看到,在产品及技术创新上,尚水智能正在以极强的增长后劲快速向上,这也为其接下来面向新能源行业更多客户提供产线装备赋予了更大的确定性。

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