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锂电池电池导电剂纳米碳管高温闪蒸干燥机

信息来源:本站 | 发布日期: 2024-07-25 10:19:54 | 浏览量:718

摘要:

由于碳纳米管比较轻,酸洗碳纳米管在干燥时容易飘尘且难于输送、限制了采用流动干燥设备,只能采用烘箱或其它固定式干燥设备,不但对环境影响 大,耗能也大。新型高温闪蒸干燥机使碳纳米管成品具有流动性,不但效率提高10倍、能耗还降低一半。

   碳纳米管(CNT)以其独特的一维结构和长柱状形态,内部中空的特性,展现出卓yue的电子导电性。这种纤维状结构在电极活性材料中能够构建起连续的导电网络,与活性物质形成点线接触,极大促进了电池容量的提升(通过提高极片压实密度)、倍率性能的增强、电池循环寿命的延长以及电池界面阻抗的降低。添加碳纳米管后的极片展现出更高的韧性,有效改善了充放电过程中因材料体积变化而引起的剥落问题,从而提高了电池的循环寿命。此外,碳纳米管还能显著增强电解液在电极材料中的渗透能力。

   作为导电剂,CNT在锂电池电极活性物质颗粒间形成大量的导电接触位点,减少颗粒间的接触阻抗。CNT在导电网络中充当“导线”的角色,并具有双电层效应,能够发挥超级电容器的高倍率特性。CNT的优良导热性能有助于电池在充放电过程中的散热,降低电池极化,改善电池在高低温条件下的性能,提升电池的循环稳定性。然而,由于CNT的直径小、长径比大,它们在范德华力的作用下极易发生团聚,这会影响其导电效果。因此,CNT作为锂离子电池的导电剂时,需要解决的关键问题是其分散性,确保CNT在浆料中能够良好分散。目前,可以通过高速剪切、添加分散剂、制备分散浆料、超细磨珠静电分散等工艺来解决这一问题。CNT在提升电池整体性能方面的高效表现,使其成为锂电池导电剂研究的热点和具有巨大应用潜力的方向之一。

碳纳米管纯化干燥工艺分析

   碳纳米管受制备工艺所限制,含有残留的金属催化剂,而这些金属含量超标的话会影 响电池性能。因而有必要对碳纳米管进行酸洗。但碳纳米管比较细、密度比较低,在酸洗碳纳米管的干燥及后面运输过程中容易飘尘,损失大。因而开发一种适合酸洗碳纳米管的干燥工艺非常有必要。按照如下步骤进行:
  (1) 采用压滤机压滤水洗到中性的酸洗碳纳米管,压滤后得到碳纳米管湿滤饼;压滤机为板框式压滤机、隔膜压滤机或污泥压滤机。
  (2) 采用高温闪蒸干燥机,干燥温度600℃-800℃,主机内壁材料为钛材或其它耐腐蚀材料,可避免酸洗碳管中残留氯离子的腐蚀。
       由于碳纳米管比较轻,酸洗碳纳米管在干燥时容易飘尘且难于输送、限制了采用流动干燥设备,只能采用烘箱或其它固定式干燥设备,不但对环境影响 大,耗能也大。新型高温闪蒸干燥机使碳纳米管成品具有流动性,不但效率提高10倍、能耗还降低一半。


锂电池电池导电剂纳米碳管高温闪蒸干燥机 技术改进

    (1) 带破拱装置的双螺旋加料器
   为了能将待干物料连续、均匀、定量地输送入干燥主机进行干燥作业,根据待干物料的特点和我司的实践经验,为了达到上述目的,在湿料斗内靠近螺旋的部位设置了破拱的搅拌装置,速度和螺旋转速相同。物料在湿料斗内就不会这样架桥、成拱,能连续均匀地进入螺旋输送腔内。同时,针对磷酸铁滤饼具有粘性的特点,输送螺旋设计成双螺旋结构,螺旋片相互错开设置,螺旋片且互相切入。这样就很容易互相破坏粘性物料“抱轴”现象,双螺旋具有自清理功能。
   使用变频器调整转速,就能达到物料输送的工艺要求:连续、定量、均匀。进而保证整个生产的连续和稳定。

    (2) 主机使用寿命长,检修周期长
   干燥主机在整个干燥系统中,是主要设备,干燥的传质传热在主机里完成,因此主机的长期可靠稳定运行就显得特别重要。而干燥主机能否长期可靠稳定运行,主要取决于主机的搅拌装置能否可靠稳定运行。轴承一般的使用温度不得超过80℃,因此搅拌装置里轴承能否得到良好的润滑和冷却,将决定干燥主机能否长期可靠稳定运行。针对本次干燥项目中的操作条件,我司设计中采取两条措施,确保轴承能在良好的工况中使用:
   ① 在主机内锥体的内侧设置保温层,减少主机内的热量往轴承部位的传递;
   ② 对轴承部位采用了强制油循环冷却、润滑系统,而不是传统的单纯的油脂润滑。
   ③ 搅拌轴与内锥体的密封采取了特殊的迷宫密封,杜绝了粉尘进入轴承,使轴承卡死的情况发生;
   这样,干燥主机就能长期可靠稳定运行,检修周期长,提高了经济效益。

    (3) 布袋除尘器
   考虑到干燥产品粒径较小,因此布袋除尘器里的滤袋采用PTFE芳纶覆膜材料制作而成,能高效过滤微粉体,同时该覆膜材料本身就具有疏水性与耐酸碱,在使用时,可以极大限度的减少水及其他油性物质黏附在滤袋表面,进而较少粉尘在滤袋表面的黏附,布袋清灰效果好,整个除尘器的运行工况好,阻力低,除尘效率高。
   ① 在高温干燥项目的操作条件中,进风温度达220℃。如果在使用过程中有意外情况发生,高温空气将有可能直接进入布袋除尘器,从而损害滤袋。而采用耐高温滤袋,成本增加很大。针对这种情况,我司在布袋除尘器中附加设计了紧急冷保护子系统,这样就能在不采用耐高温滤袋的情况下,增加有限的成本就可以确保布袋使用的安全性。 
   ② 气箱脉冲袋收尘器是采用分箱室清灰的。清灰时,逐箱隔离,轮流进行。各箱室的脉冲和清灰周期由清灰程序控制器(PLC)按事先设定的程序自动连续进行,从而保证了压缩空气清灰的效果。整个箱体设计采用了进口和出口总管结构,灰斗可延伸到进口总管下,使进入的含尘气体直接进入已扩大的灰斗内达到预除尘的效果。所以气箱脉冲袋收尘器不仅能处理一般浓度的含尘气体,且能处理高浓度含尘气体。
   ③ 气箱脉冲袋收尘器综合分室反吹和脉冲喷吹清灰各类袋收尘器的优点,克服了分室反吹清灰强度不够,脉冲喷吹清灰和过滤同时进行的缺点,因而扩大了袋收尘器的应用范围,由于这种类型的收尘器的结构有其特点,所以提高了收尘效率,延长了滤袋的使用寿命。

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