破解高固含量製漿難題 管線式製漿裝置“大顯身手”

紅運機械文章來源自：高工鋰電網

2022-12-05 10：08：56 閱讀：4874

摘要面向TWh時代，如何解決生產效率革新，同時實現超高固含量的優質漿料，成為動力電池企業對於製漿工序裝置的核心訴求。

面向TWh時代，製漿環節正在醞釀一場工藝“新變”。

一方面，動力電池單線產能規模已經從2GWh向4GWh成熟遞進，並向更大規模發起探索，作為動力電池製造的第一步，製漿的新工藝、新技術首當其衝迎來第一道考驗。當前，頭部動力電池企業製漿工藝已經從批次式向連續式/半連續式逐漸轉換。

另一方面，材料創新的變化不斷驅動正負極漿料往高固含量的趨勢方向發展，包括高鎳三元、三元+LFMP、錳酸鋰+LFMP、奈米級LFP、矽基負極、硬碳等新材料加速應用，疊加CNT、AB、KB等難分散材料的匯入，在製漿環節也引發了固含量低、易凝膠、效率低、穩定性差、換型清洗難、分散難等一系列痛點。

如何解決生產效率革新，同時實現超高固含量的優質漿料，成為動力電池企業對於製漿工序裝置的核心訴求。

業內的一致共識是，未來5年，全球動力電池市場將提前進入TWh時代，迎來發展井噴期。隨著巨頭們不斷擴增動力電池專案，對於鋰電革新裝備的需求也更為迫切。這無疑給技術創新能力強、產品實力過硬的裝備企業帶來更大的機會。

管線式製漿裝置“大顯身手”

誠然，鋰電池規模化製造呈指數級增長、鋰電材料創新百花齊放，電池企業對於更好製漿效果、更高生產效率、滿足更大產能與更低成本製漿的裝備，賦予了越來越高的權重。

紅運機械作為國內最早致力於混合裝置研發與製造的高新技術企業，在電池製漿工藝研究接近30年。公司以尊重材料特性為前提，不斷推進製漿工藝的創新升級，讓其在動力電池製漿裝備領域，持續獲得了頭部企業的青睞。

“紅運機械首創的管線式製漿裝置，具備不會破壞活性物質顆粒表面的包覆及形貌、漿料粘度一致性高、單位能耗低、佔地空間小、既可連續式又可間歇式生產、購置成本低於其它勻漿裝置等核心優勢。可以滿足動力電池企業的大規模、高品質生產。”紅運機械材料勻漿技術顧問張濤在2022高工鋰電年會上如是說。

管線式製漿裝置的創新，在於其將攪拌機的捏合及分散混合工步，拆分為管線式的捏合罐及分散罐，兩步來完成勻漿；上下兩個罐體分步製漿，比傳統攪拌機單罐勻漿節約了一半的勻漿時間；四個罐體組成一套，可做到40分鐘至90分鐘出一罐漿料。

張濤指出，相較於傳統的P/D裝置（雙行星攪拌裝置），管線式製漿裝置佔地面積小60%，裝置結構更優越，機械強度更高。同時，管線式製漿裝置在使用中操作更簡易；在製漿的任何時候都不會在罐體內發生機械摩擦，避免金屬雜質混入漿料；裝置的工作噪聲非常低；在較低的製漿環境中依然可以正常生產；正負極平均單位能耗約為50KWh/t，節能效果處於目前行業最高水平。

張濤介紹，事實上，紅運機械在10多年前就開發出了管線式製漿裝置，但由於當時的新能源汽車市場規模不大，導致該裝置未能規模上量，但紅運機械始終著力於完善此裝置的構造和效能。

現如今，得益於國內新能源汽車飛速發展，紅運機械的管線式勻漿機契合大規模生產的優勢受到了國內市場的青睞，裝置的製作規格也從55L直線地增加到了3000L。

目前，紅運機械3000L規格的管線式勻漿機已經成熟應用於頭部動力電池企業。

步入3000L規格製漿時代

傳統觀點認為，攪拌機的規格最好不要超過1300L、1500L，否則攪拌效率會降低，工作時間會延長，分散效率也會降低。

而採用紅運機械的管線式製漿機則徹底顛覆了這一觀點，在提高攪拌效率、提升分散效果的基礎上，不僅能夠滿足1500L，超過2000L以上，甚至可以達到3000L。

張濤介紹，如果市場需要，管線式製漿機的規格還可以再進一步提升。

3000L規格的製漿效率，意味著一正一負可滿足動力電池企業7-8GWh年產能需求。需要指出的是，製漿效率提升的同時，紅運機械是如何保障超高固含量漿料製作的？

張濤表示，好的電池漿料要符合三個特徵：一是流動性、二是流平性、三是流變性。流動性與漿料的固含量和粘度有關；流平性影響的是塗布的平整度和均勻度；流變性則是指漿料在流動中的形變特徵，其性質好壞將影響極片的質量優劣。

由於漿料是一種非牛頓流體，要求在保持高固含量的同時，粘度處於合適域值，不宜過高也不宜過低。漿料粘度過高，不利於流平效果及塗布；粘度過低容易導致乾燥困難，降低塗布的乾燥效率以及圖層龜裂、面密度一致性不好等問題。

資料例項印證了紅運機械管線式製漿裝置的優勢。早在三年前，日本某知名電池公司到紅運公司採用管線式製漿裝置製作三元漿料，固含量為81。23%（粘度7578cp），高於其用P/D攪拌機做的80。3%（粘度在9000-12000cp），且粘度大幅度低於其經驗數值。在之後的塗布環節，也充分驗證了漿料效果的優異，分散效果非常好，由此得到日方公司一致讚揚。

而根據近期國內某大型電池企業對管線式製漿裝置做的漿料的測試顯示，資料表現十分優異。

今年8月，某科研部門對紅運公司管線式勻漿裝置做的漿料進行了嚴格的測試，也對紅運管線式勻漿裝置給予了高度評價。

據悉，目前在紅運，管線式製漿裝置與P/D裝置已經各佔50%。作為P/D裝置的國內第一陣營企業，紅運產品銷量的轉變也從側面印證出市場對於管線式製漿裝置的認可程度越來越高。

“如今，2000L-3000L的管線式製漿裝置最為暢銷，僅僅今年市場銷量就接近150臺。”張濤透露。

隨著鋰電進入大規模製造新階段，紅運機械憑藉管線式製漿裝置，有望在鋰電領域掀起製漿效率風暴。