2022年6月,比亞迪股份有限公司再次訂購南京南大儀器有限公司球磨機、球磨罐。據悉,這已經是比亞迪公司與南京南大儀器有限公司合作的第八個年頭。兩個企業主要就球磨機和球磨罐進行訂購合作。
球磨機在能源方面的用途
高能球磨機
高能球磨機由進料部分、出料部分、旋轉部分、傳動部分(減速機、小傳動齒輪、電機、電控)等主要部件組成。 球磨機可以算是工業生產設備中粉碎設備的典型代表。當很多行業對粉體的細度和粒度有一定要求時,球磨總是會取得很好的效果。 但你知道嗎,高能球磨機還可以用于固態電池電極和固態電解質的制備,有望成為固態電池工業化生產的必經工藝!固態電池是一個新生事物,和傳統的液態鋰電池有很大區別,技術路線也有很大不同。 與固態電池相關的行業市場巨大,如新能源、手機、電動車等。高能球磨機會搭上固態電池的快車快速發展嗎?高能球磨機是如何用于制備固態電池電極和固態電解質的,其技術路線是怎樣的?接下來,我們將全面了解高能球磨機和固態電池之間的關系。
什么是高能球磨?
傳統上,新物質的合成是通過化學反應來實現的,但基礎理論的研究結果表明,化學合成過程實際上是由能量轉化引起的,因此高能機械球磨正逐漸成為制備新物質的重要途徑。高能機械球磨的基本原理類似于化學合成的原理。它通過機械能的轉化促進化學反應的發生,從而誘發物質結構和性能的變化。一般稱為機械化學法。 用于制備電極材料 與傳統的液體電池不同,固體電池中的界面接觸是固-固接觸,固體界面上有限的活性位極大地限制了界面上的離子傳輸,導致界面阻抗很大。因此,構建良好的界面接觸是提高全固態電池電化學性能的有效途徑。
為了解決這個問題,許多研究者對電極材料做了相應的研究。在研究中發現,在眾多的制備方法中,高能球磨法可以取得優異的效果,其便捷性和高效性在制備方法中表現突出。 對于陰極材料: 高娜等人研究了減小Li2S活性材料的粒度對電池電化學的影響。他們通過高能球磨減小Li2S正極的尺寸,發現減小正極材料的粒徑有效提高了電池的可逆性能和倍率性能。 此外,他們比較了手工研磨和球磨對電化學性能的影響,發現球磨可以使顆粒之間的接觸更加緊密,提供更多的活性位點,促進鋰離子的傳輸。 對于負極材料: 目前,碳負極是鋰離子電池工業化生產的主要負極材料。然而,隨著電動汽車產業的快速發展,碳負極材料已經明顯不能滿足鋰離子動力電池的需求。 氧化鋰是電池負極材料研究的熱點。尖晶石Li4Ti5O12的制備方法主要有固相反應法和溶膠-凝膠法??紤]到工業化,最有可能采用固相反應法。劉研究了一種高能球磨制備鋰鈦氧化物的方法,包括濕法預球磨、高能球磨制備前驅體、高溫合成Li4Ti5O12等。 用于制備固體電解質。 在全固態鋰離子電池中,固體電解質起著關鍵作用,不僅可以傳導鋰離子,還可以作為隔膜,簡化了工藝流程。此外,固體電解質的鋰離子電導率決定了全固態電池的性能。因此,為了提高全固態電池的電化學性能,即提高充放電容量和循環次數,必須制備具有高鋰離子電導率的固體電解質。
目前固態電池的電解質研究主要有三條路線,即氧化物、硫化物和聚合物電解質。其中硫化物電解質發展較快,前景廣闊,有可能實現商業化生產。 在硫化物固體電解質中,xLi2S-(100-x)P2S5硫化物微晶玻璃是研究最多的體系。莫珊珊采用高能球磨法制備固體電解質70Li2S-30P2S5,采用美國SPEX公司8000D型行星球磨機。通過球磨Li2S和P2S5粉末,整個氣氛在Ar氣中進行。60小時后,70Li2S-30P2S5制備成功。
南大儀器的球磨機
南京南大系列行星式球磨機是混和、細磨、小樣制備、新產品研制和小批量生產高新技術材料的必備裝置。該產品體積小、功能全、效率高、噪聲低, 是科研單位、高等院校、企業實驗室獲取研究試樣(每次實驗可同時獲得四個樣品)的理想設備, 配用真空球磨罐, 可在真空狀態或惰性氣體保護狀態下陲制試樣。廣泛應用于地質、礦產、冶金、電子、建材、陶瓷、化工、輕工、醫藥、環保等部門。 QM系列行星式球磨機是在—轉盤上裝有四個球磨罐, 當轉盤轉動時, 球磨罐中心軸作行星運動, 罐中磨球在高速運動中研磨和混和樣品。該產品能用干、濕兩種方法粉碎和混和粒度不同, 材料各異的產品, 研磨產品可\粒度可至0.1微米(即1.0X10-4mm)。