鋰電正極三元材料高混機(jī)什么涂層材料耐磨性好
2018-11-20 9:28:52 點(diǎn)擊：
隨著三元材料電池裝機(jī)的占比超過了磷酸鐵鋰，三元材料已經(jīng)成為正極材料當(dāng)中的主流發(fā)展方向。而生產(chǎn)三元材料的高混機(jī)，因?yàn)椴僮骱唵�，針對鋰電池正極材料的混合效率高，均勻性好。，而被廣泛用于三元材料生產(chǎn)過程中。三元材料生產(chǎn)過程，包括一次混料，燒結(jié)，篩分除鐵，粗碎，氣流粉碎，半成品，二次混料，二次燒結(jié)，篩分除鐵，包裝，成品�；炝线^程出現(xiàn)了兩次次，可見高混機(jī)在三元材料生產(chǎn)工藝中是不可缺少的重要設(shè)備。
無論是國內(nèi)生產(chǎn)高混機(jī)廠家例如無錫羅斯、上海申銀等，或者是從德國、日本進(jìn)口的高混機(jī)也罷。高混機(jī)在出廠時(shí)候多數(shù)帶的是碳化物涂層，而在這種先入為主的情況下，給使用高混機(jī)生產(chǎn)三元材料的廠家用戶種上了一種思維定向：為了耐磨和隔離金屬，在高混機(jī)內(nèi)壁和槳葉上制作涂層，而涂層的“標(biāo)配”是使用碳化鎢涂層。觀念無對錯(cuò)，只要解決了問題就可以。
圖（1）高速混料機(jī)攪拌葉片表面噴涂碳化鎢涂層
那么在高混機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠家為何把碳化鎢涂層作為“標(biāo)配“呢？生產(chǎn)三元材料的高混機(jī)涂層用碳化鎢制作涂層有什么好處呢？
探討使用什么涂層之前，我們先看下高混機(jī)的混料工作原理：
高混機(jī)的混料筒內(nèi)多采用立式結(jié)構(gòu)，筒體內(nèi)裝有2層槳葉（有的是三層垂直葉片和一面?zhèn)葮�，通過槳葉的高速旋轉(zhuǎn)，使三元材料原始物料沿槳葉切向運(yùn)動(dòng)，在離心力作用下被拋向筒壁，并且沿壁面上升，上升的物料一部分在重力的作用下又落回葉輪中心，另一部分物料撞向鍋蓋后落下。接著又被拋起，這種上升運(yùn)動(dòng)和切向運(yùn)動(dòng)結(jié)合，使物料相互碰撞、交叉混合；同時(shí)物料和槳葉、內(nèi)壁以及物料之間相互碰撞摩擦，使溫度快速上升。另外折流板及側(cè)槳葉更攪亂了料流，使之形成無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并在折流板附近形成很強(qiáng)的渦流，促進(jìn)物料進(jìn)一步均勻分散和混合，為了防止物料磨損內(nèi)壁及槳葉產(chǎn)生磁性異物，筒壁和槳葉上面需要制作涂層，因?yàn)槿牧系奈锪项w粒比較硬要考慮涂層的耐磨性，也要考慮涂層本身是非金屬材質(zhì)，還要顧及到摩擦產(chǎn)生60度以上的高溫傳導(dǎo)或者是耐高溫性能。總結(jié)下來生產(chǎn)三元材料的高混機(jī)涂層三要素是：耐磨性能優(yōu)，耐高溫，涂層材質(zhì)不能含有金屬成分。
圖（2）高混機(jī)桶體混料時(shí)大面積接觸物料采用耐磨涂層后減少金屬雜質(zhì)
從這3個(gè)要素考慮的話，耐磨性能和耐高溫就排除了鎢鋼硬質(zhì)合金、特氟龍，聚氨酯，哈拉ECTFE等這些普通的防腐耐磨涂層，因?yàn)樘胤�、聚氨酯和哈拉ECTFE這些涂層雖然是非金屬材質(zhì)，磨損下來也增加金屬異物。但是聚氨酯不耐磨不耐高溫，特氟龍、哈拉即使能夠耐高溫不能夠高強(qiáng)度磨損，鎢鋼硬質(zhì)合金這些本身屬于金屬材質(zhì)雖然耐磨耐高溫但是不能使用于三元材料的生產(chǎn)工藝中。
很簡單的大家都考慮起來碳化鎢涂層，碳化鎢在耐高溫、耐磨損、以及成分上面是什么樣子的呢？
百科是這么介紹的碳化鎢（Tungsten Carbide），是一種由鎢和碳組成的化合物。分子式為WC，分子量為195.85，屬于非金屬材質(zhì)。在碳化鎢涂層中，碳原子嵌入鎢金屬晶格的間隙，并不破壞原有金屬的晶格，形成填隙固溶體，因此也稱填隙（或插入）化合物。
硬度與金剛石相近，碳化鎢噴涂層的硬度一般是HV1200以上；
碳化鎢是熱的良好導(dǎo)體；
耐高溫550度以內(nèi)是沒有問題的；而碳化鎢材質(zhì)本身不是金屬成分，磨損速度慢，磨損下來也不增加金屬異物，磨損下來的成分送到燒結(jié)部分的話，也不易行成磁性異物，即使形成鎢的分解也是有限的。
綜上所述，耐高溫60-100度，耐磨損，非金屬成分，三元材料高混機(jī)涂層三要素都達(dá)到了，而且導(dǎo)熱性也沒有問題。
碳化鎢涂層屬于一個(gè)老工藝，老工藝應(yīng)用在新材料生產(chǎn)中對于設(shè)備廠商來講是比較劃算的，不用研發(fā)不用太多考究，既達(dá)到降低了磁性異物進(jìn)入，同時(shí)耐磨性能和耐高溫比聚氨酯特氟龍這些高出數(shù)倍，所以碳化鎢涂層順理成章的成為了高混機(jī)設(shè)備廠家的“標(biāo)配“。
第三個(gè)麻煩：碳化鎢涂層修復(fù)是早晚的事情，現(xiàn)在多數(shù)三元材料生產(chǎn)廠家是2016年之后新進(jìn)來的高混機(jī)等設(shè)備，涂層在質(zhì)保期內(nèi)，可以免費(fèi)修復(fù)噴涂。即使這樣子碳化鎢涂層拆卸、運(yùn)輸返廠、碳化鎢涂層噴涂、再運(yùn)輸回來、安裝，耗費(fèi)的人力和財(cái)力不說、時(shí)間都要耗費(fèi)15天左右。15天的施工周期對于其他行業(yè)來講可能問題不甚大，但是對于分秒必爭的正極材料行業(yè)，落后一天可能就要被同行擠下舞臺，更不要說可怕的15天了。
碳化鎢涂層給三元材料生產(chǎn)廠家?guī)淼?個(gè)麻煩一直存在著，等到三元材料產(chǎn)品質(zhì)量要求更高，同行競爭更大的時(shí)候，3個(gè)麻煩會凸顯的更加明顯，也更加致命性。所以在前進(jìn)中改變，在改變中前進(jìn)，留給碳化鎢涂層廠家時(shí)間不多了。加把勁，你不加把勁，我不加把勁，碳化鎢涂層就要被加把勁退出三元材料生產(chǎn)廠家使用的選擇項(xiàng)。
我司北京耐默從07年開始進(jìn)入耐磨防腐行業(yè)，針對磨損、腐蝕的具體問題具體分析，，具體給予解決方案。14年深入研究鋰電正極材料生產(chǎn)過程以及物料要求隔離金屬異物的需求，研發(fā)出來了耐磨損強(qiáng)度超過碳化鎢涂層5倍、耐高溫NO問題、非金屬成分高溫?zé)Y(jié)不分解金屬異物的納米涂層！
生產(chǎn)三元材料的高混機(jī)涂層用我司納米涂層更好！更好的滿足了元材料的高混機(jī)涂層三要求：耐磨損、耐高溫，非金屬成分。
無論是國內(nèi)生產(chǎn)高混機(jī)廠家例如無錫羅斯、上海申銀等，或者是從德國、日本進(jìn)口的高混機(jī)也罷。高混機(jī)在出廠時(shí)候多數(shù)帶的是碳化物涂層，而在這種先入為主的情況下，給使用高混機(jī)生產(chǎn)三元材料的廠家用戶種上了一種思維定向：為了耐磨和隔離金屬，在高混機(jī)內(nèi)壁和槳葉上制作涂層，而涂層的“標(biāo)配”是使用碳化鎢涂層。觀念無對錯(cuò)，只要解決了問題就可以。
圖（1）高速混料機(jī)攪拌葉片表面噴涂碳化鎢涂層
那么在高混機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠家為何把碳化鎢涂層作為“標(biāo)配“呢？生產(chǎn)三元材料的高混機(jī)涂層用碳化鎢制作涂層有什么好處呢？
探討使用什么涂層之前，我們先看下高混機(jī)的混料工作原理：
高混機(jī)的混料筒內(nèi)多采用立式結(jié)構(gòu)，筒體內(nèi)裝有2層槳葉（有的是三層垂直葉片和一面?zhèn)葮�，通過槳葉的高速旋轉(zhuǎn)，使三元材料原始物料沿槳葉切向運(yùn)動(dòng)，在離心力作用下被拋向筒壁，并且沿壁面上升，上升的物料一部分在重力的作用下又落回葉輪中心，另一部分物料撞向鍋蓋后落下。接著又被拋起，這種上升運(yùn)動(dòng)和切向運(yùn)動(dòng)結(jié)合，使物料相互碰撞、交叉混合；同時(shí)物料和槳葉、內(nèi)壁以及物料之間相互碰撞摩擦，使溫度快速上升。另外折流板及側(cè)槳葉更攪亂了料流，使之形成無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并在折流板附近形成很強(qiáng)的渦流，促進(jìn)物料進(jìn)一步均勻分散和混合，為了防止物料磨損內(nèi)壁及槳葉產(chǎn)生磁性異物，筒壁和槳葉上面需要制作涂層，因?yàn)槿牧系奈锪项w粒比較硬要考慮涂層的耐磨性，也要考慮涂層本身是非金屬材質(zhì)，還要顧及到摩擦產(chǎn)生60度以上的高溫傳導(dǎo)或者是耐高溫性能。總結(jié)下來生產(chǎn)三元材料的高混機(jī)涂層三要素是：耐磨性能優(yōu)，耐高溫，涂層材質(zhì)不能含有金屬成分。
圖（2）高混機(jī)桶體混料時(shí)大面積接觸物料采用耐磨涂層后減少金屬雜質(zhì)
從這3個(gè)要素考慮的話，耐磨性能和耐高溫就排除了鎢鋼硬質(zhì)合金、特氟龍，聚氨酯，哈拉ECTFE等這些普通的防腐耐磨涂層，因?yàn)樘胤�、聚氨酯和哈拉ECTFE這些涂層雖然是非金屬材質(zhì)，磨損下來也增加金屬異物。但是聚氨酯不耐磨不耐高溫，特氟龍、哈拉即使能夠耐高溫不能夠高強(qiáng)度磨損，鎢鋼硬質(zhì)合金這些本身屬于金屬材質(zhì)雖然耐磨耐高溫但是不能使用于三元材料的生產(chǎn)工藝中。
很簡單的大家都考慮起來碳化鎢涂層，碳化鎢在耐高溫、耐磨損、以及成分上面是什么樣子的呢？
百科是這么介紹的碳化鎢（Tungsten Carbide），是一種由鎢和碳組成的化合物。分子式為WC，分子量為195.85，屬于非金屬材質(zhì)。在碳化鎢涂層中，碳原子嵌入鎢金屬晶格的間隙，并不破壞原有金屬的晶格，形成填隙固溶體，因此也稱填隙（或插入）化合物。
硬度與金剛石相近，碳化鎢噴涂層的硬度一般是HV1200以上；
碳化鎢是熱的良好導(dǎo)體；
耐高溫550度以內(nèi)是沒有問題的；而碳化鎢材質(zhì)本身不是金屬成分，磨損速度慢，磨損下來也不增加金屬異物，磨損下來的成分送到燒結(jié)部分的話，也不易行成磁性異物，即使形成鎢的分解也是有限的。
綜上所述，耐高溫60-100度，耐磨損，非金屬成分，三元材料高混機(jī)涂層三要素都達(dá)到了，而且導(dǎo)熱性也沒有問題。
碳化鎢涂層屬于一個(gè)老工藝，老工藝應(yīng)用在新材料生產(chǎn)中對于設(shè)備廠商來講是比較劃算的，不用研發(fā)不用太多考究，既達(dá)到降低了磁性異物進(jìn)入，同時(shí)耐磨性能和耐高溫比聚氨酯特氟龍這些高出數(shù)倍，所以碳化鎢涂層順理成章的成為了高混機(jī)設(shè)備廠家的“標(biāo)配“。
看上去碳化鎢涂層好像是高混機(jī)設(shè)備廠家的首選“標(biāo)配“了，在磨損大的高混機(jī)上面也確實(shí)提高了耐磨周期，達(dá)到半年到2年之間。但是碳化物涂層有3個(gè)問題是生產(chǎn)三元材料的廠家索要考慮的，也是噴涂碳化鎢涂層的施工方所要提升的地方。這3個(gè)問題不解決，對于三元材料生產(chǎn)廠家后期使用涂層中是會帶來3個(gè)麻煩的。
圖（3）三元正極材料高速混料機(jī)生產(chǎn)車間
第一個(gè)麻煩：碳化鎢涂層本身是非金屬成分，硬度高，磨損速度慢，磨損下來的成分進(jìn)入物料中，燒結(jié)時(shí)候溫度超過550度會發(fā)生氧化分解，分解出來的鎢粉成分屬于金屬異物，增加了三元材料的磁性異物PPB數(shù)值，對于高要求產(chǎn)品品質(zhì)的電池廠家來講，有可能對三元材料廠家發(fā)起退貨要求，這就會造成生產(chǎn)三元材料廠家很大的經(jīng)濟(jì)損失和名譽(yù)損失。
第二個(gè)麻煩：碳化鎢涂層因?yàn)椤巴诳尤缓筇羁印笆降耐繉�，本身結(jié)合力是有限的，越往外結(jié)合力越差，也就是厚度不能太厚一般現(xiàn)在噴涂碳化鎢涂層厚度控制在0.3mm，再厚的話碳化鎢涂層是容易剝落的。0.3mm的碳化鎢涂層在磨損上面是有極限值的，連續(xù)性高強(qiáng)度磨損半年時(shí)間，一般磨損和間歇性磨損2年時(shí)間，后期是要修復(fù)碳化鎢涂層。第三個(gè)麻煩：碳化鎢涂層修復(fù)是早晚的事情，現(xiàn)在多數(shù)三元材料生產(chǎn)廠家是2016年之后新進(jìn)來的高混機(jī)等設(shè)備，涂層在質(zhì)保期內(nèi)，可以免費(fèi)修復(fù)噴涂。即使這樣子碳化鎢涂層拆卸、運(yùn)輸返廠、碳化鎢涂層噴涂、再運(yùn)輸回來、安裝，耗費(fèi)的人力和財(cái)力不說、時(shí)間都要耗費(fèi)15天左右。15天的施工周期對于其他行業(yè)來講可能問題不甚大，但是對于分秒必爭的正極材料行業(yè)，落后一天可能就要被同行擠下舞臺，更不要說可怕的15天了。
碳化鎢涂層給三元材料生產(chǎn)廠家?guī)淼?個(gè)麻煩一直存在著，等到三元材料產(chǎn)品質(zhì)量要求更高，同行競爭更大的時(shí)候，3個(gè)麻煩會凸顯的更加明顯，也更加致命性。所以在前進(jìn)中改變，在改變中前進(jìn)，留給碳化鎢涂層廠家時(shí)間不多了。加把勁，你不加把勁，我不加把勁，碳化鎢涂層就要被加把勁退出三元材料生產(chǎn)廠家使用的選擇項(xiàng)。
我司北京耐默從07年開始進(jìn)入耐磨防腐行業(yè)，針對磨損、腐蝕的具體問題具體分析，，具體給予解決方案。14年深入研究鋰電正極材料生產(chǎn)過程以及物料要求隔離金屬異物的需求，研發(fā)出來了耐磨損強(qiáng)度超過碳化鎢涂層5倍、耐高溫NO問題、非金屬成分高溫?zé)Y(jié)不分解金屬異物的納米涂層！
生產(chǎn)三元材料的高混機(jī)涂層用我司納米涂層更好！更好的滿足了元材料的高混機(jī)涂層三要求：耐磨損、耐高溫，非金屬成分。
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