鋰電時代，似乎大家都被一種叫“能量焦慮”的負能量所困擾，因此多年以來，全球各大廠商一直在積極尋找更好的提高電池能量密度的方法——正極材料方面，人們大多將目光投注于高鎳三元材料；負極材料方面，業(yè)界則普遍將“突破”的希望放在了硅碳負極上。

硅碳負極材料的SEM圖像

若您也曾參加過國內(nèi)的各大鋰電展會，便會發(fā)現(xiàn)大家對硅碳負極的期望確實極高。作為目前人類發(fā)現(xiàn)的比容量最高的鋰離子電池負極材料，硅負極理論比容量高達4200mAh/g，雖然它在實際應用中有體積膨脹等先天不足，但若與石墨結(jié)合應用，通過控制碳材料中硅的含量、減小硅的體積到納米級，或者通過改變石墨質(zhì)地、形態(tài)等便可實現(xiàn)碳和硅的最佳匹配，減少硅膨脹帶來的諸多問題。

另外，除了純硅-碳材料組合外，氧化亞硅與碳的組合也是可行之道，甚至研究界認為氧化亞硅-碳復合材料的實際應用效果可能好于純硅-碳復合材料。但不過無論是哪種硅材料，它們的粒子大小都需要減小到納米級（普遍需控制在200-300nm）才可以減少膨脹影響，取得較為理想的電化學性能。因此若要實現(xiàn)硅碳負極的產(chǎn)業(yè)化，精細加工設備必不可少。

由于硅碳負極在比表面、粒徑分布、雜質(zhì)等關鍵指標技術壁壘都很高，目前有能力去穩(wěn)定加工復合材料中的硅顆粒粒徑至納米級的粉碎設備并不多見，東莞市瑯菱機械有限公司出品的NT-S系列雙動力離心式納米砂磨機恰在其列。

NT-S系列雙動力離心式納米砂磨機

“雙動力”是指？

NT-S系列砂磨機所采用的雙動力系統(tǒng)，意思是將物料研磨及物料分離的動力分離，兩者獨立運行。機器運行時大部分研磨球因分散器的離心力將鋯球分布在研磨腔體外圍和物體產(chǎn)生同向運動。少量的鋯球和物料圍繞分離器旋轉(zhuǎn)，分離器在高速旋轉(zhuǎn)對鋯球產(chǎn)生離心力大于泵對腔體的鋯球產(chǎn)生的壓力將鋯珠停留在研磨腔，同時分離器在高速旋轉(zhuǎn)對物料產(chǎn)生離心力小于泵對腔體物料產(chǎn)生的壓力將物料從分離器強制流出。

運行過程示意圖

優(yōu)勢何在？

由于設備采用離心式分離，因此無需篩網(wǎng)，自然也解決了堵料的問題。最重要的是，NT-S系列雙動力離心式納米砂磨機可使用0.05mm以上的鋯珠，研磨細度可達100納米以下，是100納米細度實施穩(wěn)定量產(chǎn)為數(shù)不多的機器。

除此之外，NT-S系列砂磨機的分離結(jié)構采用了進口高分子材料，因此具備極佳的耐磨性和穩(wěn)定性，配合棒銷式高效研磨結(jié)構，整臺設備在工作中表現(xiàn)得極其優(yōu)異——研磨效率高、粒徑分布狹窄、使用成本低。除了應用于硅碳負極材料外，出色的性能還使得NT-S系列砂磨機在粉碎氧化鋯、鈦酸鋇、氧化鋁、MLCC粉體等材料時同樣得心應手，收獲眾多積極評價。

結(jié)語

雖說目前硅碳負極材料仍未實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，但是在環(huán)保需求的拉動下，這一天遲早會到來。未雨綢繆是每一家優(yōu)秀企業(yè)的基本素質(zhì)，待產(chǎn)業(yè)化進展取得新突破之時，在瑯菱這些優(yōu)秀設備企業(yè)的支持下，我國的硅碳負極材料產(chǎn)業(yè)必能得到迅速的發(fā)展，為環(huán)保工作做出貢獻。

粉體圈