在锂离子电池的能量密度竞赛中,小粒径正极补锂添加剂如Li?FeO?被誉为“锂资源的守护者”:其纳米级颗粒可缩短锂离子扩散路径,从而提升充放电效率,弥补SEI膜形成带来的锂损耗。然而,这类材料的干燥过程却充满挑战:前驱体浆料粘度高、活性成分易氧化、粒径分布要求严苛,传统干燥设备往往陷入“粒径不均-晶型破坏-能耗高企”的困局,成为产业规模化的“卡脖子”环节。
作为我国的专精特新“小巨人”企业,江苏龙鑫干燥依托深厚的新能源干燥技术积淀,针对小粒径补锂剂的特性,重磅推出**超高速离心喷雾干燥解决方案**,通过“雾化效率革命、热场准确控制、智能工艺集成”三大核心技术,实现从“粗放干燥”到“纳米级准确调控”的跨越,为锂电材料企业提供高性能、高可靠性的干燥装备。
三大核心技术:重新定义小粒径补锂剂干燥的技术新标
(1) 高速离心雾化技术:微米级液滴的“准确制造”
龙鑫自主研发的“第六代超高速离心雾化器”,融合流体力学、材料科学与智能控制技术,实现雾化过程的颠覆性创新:
雾化器结构优化:料液在雾化盘表面形成均匀薄膜,破碎后液滴粒径分布跨度比传统设备的降,为后续粒径均匀性奠定基础;
智能变频驱动:搭载伺服电机与高精度编码器,转速控制精度,支持“一键切换”不同补锂剂的雾化模式(如Li?FeO?模式、Li?NiO?模式);
高粘浆料处理:针对补锂剂前驱体的高粘度特性(如LiOH与Fe?O?混合浆料),雾化器进料口采用扩径导流设计,配合浆料预热系统,使处理效率提升,堵塞风险降低。
(2) 智能热场匹配技术:晶型保护与干燥速率的黄金平衡
通过多次模拟,龙鑫设计出适配小粒径补锂剂的梯度热场干燥系统:
三维气流分布:顶部空气分配器采用“同心圆+螺旋导流片”结构,使热空气匀度旋转,与雾化液滴形成“同步螺旋下降”轨迹,接触时间延长,确保水分从颗粒中心到表面的梯度蒸发;
温度柔性控制:基于补锂剂的差热分析(DSC)数据,将干燥过程分为“表面脱水-内部扩散-冷却定型”三阶段,通过西门子PLC系统实现温度曲线的动态调整,避免Li?FeO?在高温下发生Fe2+氧化;
余热梯级利用:配置热管式热交换器,将尾气中的余热用于预热雾化器冷却介质与浆料,综合能源利用率提升。
(3) 全密闭智能生产系统:纯度、环保与效率的三重保障
粉尘低排放:全新升级的脉冲布袋除尘器,粉尘回收率高,排放浓度降低,满足环保安全要求;
智能运维系统:通过振动传感器、温度传感器构建设备健康模型,提前预警轴承磨损、叶轮动平衡偏差等故障,维护成本降低,设备综合利用率提升。
技术细节:从设备设计到工艺优化的全链条创新
(1) 干燥塔体结构创新点
锥段导流设计:干燥塔底部采用变角度锥段,使颗粒在塔内的停留时间分布标准差减少,避免“过干燥”与“欠干燥”并存;
夹套保温技术:塔体采用双层夹套结构,表面温度低,减少热量损失,同时避免外界环境对塔内温场的干扰;
视镜监测系统:安装耐高温红外摄像头,实时监控雾化状态与颗粒运动轨迹,支持远程工艺调试。
(2) 智能控制核心功能
配方管理系统:支持存储多种补锂剂干燥配方,切换配方时自动调整雾化转速、进风温度等多项参数,换产效率提升;
数据追溯平台:集成MES系统接口,记录每批次干燥过程的全参数数据,满足管理要求。
应用成效:新能源企业的“降本增效”实证
龙鑫高速离心喷雾干燥机创造了行业关键的技术经济指标:
(1) 产品性能全面提升
粒径分布:粒径分布宽度缩窄,电池混料均匀性提升;
晶型完整度:检测显示,(104)晶面半峰宽下降至,晶体缺陷减少,锂离子扩散阻抗降低;
纯度保障:金属杂质(Fe、Ni等)含量低,水分含量低,满足核心动力锂电对补锂剂的严苛要求。
(2) 生产效能大幅优化
产能突破:单套设备日产量高,较传统设备提升,支持客户快速响应市场需求;
能耗降低:通过余热回收与智能变频技术,吨产品综合能耗下降,年节省能耗成本超;
人工成本:全自动化控制系统减少人工干预,劳动生产率提升。
(3) 环保与安全升级
废气排放:粉尘排放浓度低,氮氧化物排放降低,达到低排放要求;
安全保障:配置防爆泄爆装置与浓度监测,实现干燥过程的本质安全化。