正極材料是鋰離子電池核心關鍵材料，它決定了鋰離子電池的性能。當前鋰電池的正極材料活性物質體系主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料和錳酸鋰等多種技術路線。

▲鋰離子正負極極片材料組成

當前鋰離子電池正極活性材料的大規模生產主要采用“濕法制備前驅體-高溫固相合成”技術路線，即使是采用溶膠-凝膠法、共沉淀法、水熱法和溶劑熱法等，往往還是需要在較高的溫度下進行固相反應或固相燒結（高溫固相反應的活性材料晶型結構更穩定）。

▲磷酸鐵鋰主要廠家生產工藝流程

▲三元正極工藝流程

正極材料的加工生產線包含前道工序（鋰化混合→裝缽），煅燒工序（窯爐燒結），后道工序（粉碎→分級→混批→除鐵→干燥→篩分→包裝），改性工序等，不同技術路線正極材料固相合成過程基本相似，部分工藝根據材料體系及應用略有不同。正極材料生產中涉及到的設備繁多，下文一起來盤一下其中粉體設備都有啥？

物料的破碎、粉磨、配比、均勻混合和輸送技術是正極材料自動化生產流程中的重要環節。為了防止金屬單質對物料的污染，很多設備采用了陶瓷和特氟龍等涂覆技術。

原料的混合設備

目前鋰離子電池正極材料的主流制備技術都包含固相反應工藝，因此在生產過程中，物料的混合效果對產品質量有重要的影響，物料混合是固相工藝控制中的重要環節，常見的物料混合有兩種情況。

①第一種混合的目的是實現原料的均勻混合。因此，各種原料需要按工藝要求，按重量比例配比進行混合。這種混合主要應用于高溫固相法的合成環節，對物料混合的效果要求比較高，常用高速混合機。高速旋轉混料會帶來物料溫度過高的問題，需要通過冷卻循環水的方法控溫。

相關廠家：江蘇貝爾機械有限公司（高速混合設備）

江蘇貝爾機械有限公司成立于1998年，是中國專業的鋰電混合機&配混系統制造商。貝爾配混系統應用于：鋰電正極材料（三元，磷酸鐵鋰，鈷酸鋰，錳酸鋰），鋰電負極材料（硅碳負極，石墨負級），鈉離子電池材料以及化工原料，塑料原料的精確計量，配混。

1000L鋰電高混機（產品來源：江蘇貝爾機械有限公司）

相關廠家：深圳市凱德利冷機設備有限公司（冷水機）

深圳市凱德利冷機設備有限公司(以下簡稱凱德利)，是以生產、設計、研發、經營“凱德利”牌冷水機、熱回收機組、環保冷水機、激光冷水機、冷油機、模溫冷水機、低溫冷凍機等制冷設備及以及廠房舒適中央空調工程、 無塵室車間、冷凍工程所需配套產 品加工制造、制冷空調系統設計制造安裝維修調試和技術服務。

凱德利主力產品（點擊相關閱讀）

②第二種混合是為了保障產品的批次穩定性而進行的前后幾批產品之間的混合，也稱為“混批”。通常固相反應法制備的樣品存在一定的不均勻性，尤其是不同批次的產品會有些微的差異，這將對電池品質產生較大的影響。為消除這種批次產品之間的微小差異，除在固相反應工藝中優化過程及參數、提高批次穩定性，還可將前后數次批生產的物料進行混合，通過平均效應保障供應電池生產企業的產品具有相對穩定的品質。常用于混批的混合機有臥式（常見的臥式混合機-螺帶混合機）和立式（常見的立式混合機-雙螺旋錐形混合機）兩種。

相關廠家：上海申銀機械（集團）有限公司

上海申銀機械（集團）有限公司是國內較早從事工業混合設備生產的廠家，在三十多年的發展中， 積累了專業混合機及其配套設備的專業生產、安裝、調試、維護的經驗，已成為國內乃至世界知名的混合設備供應商。

臥式螺帶混合機（產品來源：上海申銀機械）

雙螺旋錐形混合機（產品來源：上海申銀機械）

煅燒及窯爐

鋰離子電池正極材料高溫固相合成技術生產工藝中，窯爐燒結過程是一個很重要的工藝階段。窯爐的造價也是在高溫固相合成法生產線成本中占有最大的比重。

鋰離子電池正極材料煅燒窯爐的種類常用的有推板窯、輥道窯、鐘罩窯和回轉窯等。鋰離子電池正極材料燒結工藝中，窯爐燒結溫度的均勻性、溫度控制的精度是至關重要的指標，其次是產能、能耗、自動化程度的高低。對于氣氛保護窯爐則還有氣氛控制的能力，均勻性和連續性也是十分重要的指標。

推板窯。鋰離子電池正極材料推板窯一般都是全自動的，它由推板系統、爐體、出料循環、溫度智能控制、電氣自控、加熱系統、氣路系統幾大部分組成。在空氣氣氛中燒結的窯目前主要用于生產錳酸鋰、鈷酸鋰、三元等正極材料，如NCA三元材料LFP磷酸鐵鋰正極材料則需在氮氣或氧氣保護下燒結。

燃氣推板窯（來源：江蘇前錦爐業）

輥道窯（應用較多）。也是一種連續加熱式的中型窯爐，它與推板窯最大不同之處在于匣缽的推進方式不同。輥道窯中每根輥道都自行轉動，裝有鋰離子電池正極粉料的匣缽放在一塊墊板上，墊板直接放在輥道上，輥道轉動時，匣缽便被傳送。每個輥子上有一個小鏈輪，由鏈條帶動自轉，圓而直的輥道長度最長可達2.5m，直徑為25~50mm。輥道的材質為耐高溫的陶瓷材料，如剛玉瓷輥、碳化硅輾。因為輥道長期使用在一千多攝氏度的高溫中，所以輥道的使用壽命直接影響窯爐的性能。輥道必須在高溫下保持圓而直，直徑要求一致。輥道的長度比較長，因此輥道窯的體量比推板窯大，可以容納匣缽的數量多。較寬大的窯甚至可一排進入6個匣缽，若采用雙層匣缽那么每進一排便可進入12缽。

氣氛輥道窯（來源：江蘇前錦爐業）

回轉窯。回轉窯中被燒結的物料不需要裝匣缽，而是直接注入回轉窯的爐筒內。由于爐筒具有一定的傾斜角，因此物料一邊隨著爐筒的旋轉作上下翻騰運動，同時又緩慢地向后方移動，物料便在熾熱的爐膛內燒結，因此回轉窯燒結的效率比較高。回轉窯加熱系統的熱源常用天然氣燃燒或電加熱。

連續氣氛回轉窯（來源：江蘇鳳谷節能）

相關廠家：江蘇前錦爐業設備有限公司

江蘇前錦爐業成立于1999年，下屬江蘇燊焱窯業有限公司、宜興市前錦特陶科技有限公司，是一家集電加熱窯爐、燃氣窯爐、窯具、窯爐配件、特種陶瓷為一體的高新技術企業，注冊資金1800萬，年銷售產值逾1.5億，固定資產5600萬，員工150人，其中專業工程師22人，內設中國宜興新材料高溫裝備研發中心一個，公司具有獨立自營進出口貿易權。公司產品主要應用于鋰電新能源材料，稀土材料，陶瓷材料，磁性材料，電子器件，硬質合金，催化劑，等它無機新材料等產品的燒結之用。

相關廠家：江蘇鳳谷節能科技有限公司

江蘇鳳谷節能科技有限公司是無錫鳳谷工業爐制造有限公司的母公司。鳳谷節能科技是專注于熱工加熱設備的設計研發和產品開發的專業爐窯公司。企業秉承自主創新、精益求精的理念，專注于鋰電、軋鋼、鍛造、熱處理及有色金屬熔煉等領域的節能減排相關技術的研發。

有推板窯、輥道窯、鐘罩窯的共性是物料都需裝缽后才能進入窯爐進行煅燒，煅燒過程中需要使用大量的匣缽承載原料粉體，相關企業盤點可以點擊相關閱讀：盤點｜鋰電正極陶瓷匣缽生產企業

原料的粉碎及粉磨設備

物料經窯爐高溫煅燒后會凝結成團塊，有的甚至會凝結成大塊且很堅硬，因此必須將其破碎。常見的有如下設備：

對輥粉碎機：兩軋輥之間距離可以根據物料粒徑大小來調節。對輥機可設置成上下兩對雙軋輥，當然，下面一對軋輥的間隙要比上面一對小得多。用很小的電量即可處理很多產品。

陶瓷對輥破碎機（來源：蘇州兮然）

氣流粉碎：采用氣流粉碎設備可使物料的粒徑更細，經高速氣流粉碎后，物料粒徑一般可以達到2~20μm。其工作原理簡述如下：壓縮空氣經拉瓦爾噴管加速成超速氣流后射入粉碎區，使物料呈流態化。物料在運動中高速碰撞而被粉碎。粉碎后的物料被上升氣流輸送至分級器分級，達到規定粒度要求的物料被篩出，未達到要求的返回粉碎器繼續粉碎。合格的細粉進入高效旋風分離器進行收集，而粉塵再由除塵器過濾凈化。

沈飛粉體（航盛實業）設計的陶瓷化機械超細粉碎系統

機械粉碎磨：機械粉碎機，也稱為機械粉碎磨，其粒徑比上述氣流磨大些，也可達到5~250μm。利用高速旋轉的粉碎盤產生的氣流和里襯間的沖擊力對物料進行粉碎，調節內藏的分級輪的旋轉數來得到希望粒度的產品。合格的物料隨上升氣流進入收集區收集，未達到細粒要求的返回粉碎區繼續粉碎。

機械粉碎機（來源：蘇州兮然）

相關廠家：兮然科技（江蘇）股份有限公司

自2013年成立以來，主要關注鋰電行業、化學制品、食品行業、金屬行業、醫藥行業、礦物元素、樹脂混合幾大領域，尤其是在鋰電材料的粉碎、球磨、混合、干燥上，有著豐富且成熟的經驗。目前兮然是日本富仁德·達博株式會社和株式會社固樂工程的中國總代理，并獲得株式會社Itactsystems和槇野産業株式會社的技術支持，實驗數據庫與日本共享，公司內部更是有中方技術人才負責新技術的研發。

相關廠家：營口航盛科技實業有限責任公司沈陽分公司

原沈陽飛機研究所粉體公司，作為研制粉碎機、分級機、機械磨的專業企業，二十多年來航盛粉體（原沈飛粉體）一直堅持"航空品質、可靠卓越" 的理念來服務用戶。航盛粉體是沈陽飛機設計研究所（中航工業集團601所）的直屬國有企業，創立于一九八五年三月十一日；位于中國工業裝備制造基地沈陽市區內。

憑借戰斗機研究所的技術、人才和專業設備、材料工藝等有利條件，航盛粉體在國內率先研制成功流化床式氣流磨和臥式渦輪分級機，QLM-II、QLM-IV型流化床式氣流磨被科技部等部門評為國家級新產品。經過二十多年的發展，航盛粉體已成為聞名中外的粉體設備企業。

相關廠家：宜興市精新粉體機械設備有限公司

“宜興精新”是國內一家專業研發、生產、銷售前沿粉體新材料自動化深加工裝備的高新技術企業。企業掌握核心技術。產品的創新性始終與同行業的企業比拼，國內是行業標準的制訂者和技術領軍者。涵蓋粗粉碎、中粉碎、超微粉碎、上下料、輸送、分級、分散、混和、球形化等等功能的加工工藝裝備。產品規格從實驗室的微型機、到數噸小時的大型裝備一應俱全。

主流產品有：全陶瓷液流化床氣流粉碎機系列產品、扁平式陶內襯氣流粉碎機系列產品。全陶瓷機械式粉碎機系列產品。全陶瓷分散、粉碎和球形化一體機。亞微米臥式機械式粉碎機。

相關廠家：蘇州金遠勝智能裝備股份有限公司

專業生產氣流超細粉碎系統設備的高新技術企業，坐落于美麗的江南水鄉古鎮——江蘇省太倉市沙溪鎮，緊鄰204國道，沿江高速（S38），距離上海20公里、昆山僅10公里，交通便捷。

主要產品包括：流化床氣流粉碎機、圓盤式超音速氣流粉碎機、氣流分級機、符合GMP/FDA要求的氣流粉碎機、智能環保型農藥粉碎混合系統及智能防爆型氣流粉碎裝備系統等。

顆粒分級設備

電池材料粒度分布會影響材料的比表面積、壓實密度、極片加工性能及電池的電性能，而粉碎設備只能控制材料的粒徑，卻不能控制材料的粒度分布，若要控制材料的粒度分布，就要用到分級設備。根據電池材料的粒度分布要求，可選擇不同的分級工藝，篩分及氣流分級都是常見的顆粒分級手段。

分級一般在氣流粉碎機之后加上氣流分級裝置，直接對粉碎后的產品進行分級，為了防止材料中含有異物或粗大顆粒，還需對鋰離子電池材料進行篩分。

相關廠家：納維加特（上海）篩分技術有限公司

起始于2005年的納維加特（Navector）是一家致力于全球化的公司，在7個國家與地區設立事務處，與德國、瑞士、韓國、馬來西亞、泰國等國家的企業技術與產品合作。公司主要產品有超聲波振動篩、搖擺篩、超聲波搖擺篩、旋振篩、圓形旋振篩、3D打印篩分機等，擁有可達微米級篩分技術的篩分機，以創新的解決方案，設計并制造篩分線與篩分工程。納維加特以篩分技術為核心的產品線，涵蓋了過濾、輸送、除塵、準確給料、實驗室等的整套解決方案。

除鐵設備

當正極材料中存在鐵、銅、鉻、鎳、鋅、銀等金屬雜質時，電池化成階段的電壓達到這些金屬元素的氧化還原電位后，這些金屬就會先在正極氧化再到負極還原，當負極處的金屬單質累積到一定程度，其沉積金屬堅硬的棱角就會刺穿隔膜，造成電池自放電。自放電對鋰離子電池會造成致命的影響，因而從源頭上防止金屬異物的引入就顯得格外重要。生產設備是異物引入的主要環節，比如跟物料接觸的設備部件和工具出現生銹、固有材質磨損等現象；未直接跟物料接觸的設備部件和工具，粉塵粘附后因車間氣流作用漂浮到物料中。

盡管可以通過采用刷漆、更換為非金屬材質涂層（塑料、陶瓷類）、裸露金屬部件進行包裹等手段減少金屬污染的可能，但也不能保障每個環節都能防守成功。為了除去金屬異物，電磁除鐵已成為生產正極材料的必經工序，電磁除鐵機被普遍使用，但該設備對非磁性金屬物質如銅、鋅等不起作用，因此車間應避免銅、鋅部件的使用，如必須要用到也盡量不要與粉料直接接觸或裸露在空氣中。

相關廠家：唐山世邦陶瓷設備有限公司

創建于2003年，公司成立以來，傾全力專注于非金屬礦物質的除鐵領域，專心研制高性能、大流量自動化的系列干法和濕法電磁除鐵器。具備所有的生產制造資質和實際專業技能，擁有獨立的生產加工流水線和完善的檢測設備。公司具備獨立的自營產品進出口權。

超細化、納米化設備-砂磨機

砂磨機作為目前制備超細粉體材料的主流設備，攻克了在加工超細、超硬、超純“三超”物料的技術難題。目前鋰電材料制備中這些領域↓↓都能看到砂磨機的聲影。

砂磨機在鋰電材料制備中的應用（來源高工鋰電）

橄欖石型磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為新一代鋰離子電池正極材料，以其高安全性、低成本、充放電平臺平穩、循環性能穩定和環境友好等優點引起了廣泛的關注，但是橄欖石結構材料普遍存在振實密度低、電子電導率差和鋰離子擴散速率慢的問題，嚴重地阻礙了材料的應用。由于納米粒子可減小鋰離子嵌入脫出深度和行程，保證大電流放電時容量不衰減，因此“超細研磨”成為提高其使用性能的主要手段之一。

鋰電行業用砂磨機主要分為棒削式砂磨機、渦輪式砂磨機兩大類，磷酸鐵鋰正極材料、磷酸錳鐵鋰正極材料以及導電漿料使用棒削式砂磨機和渦輪機砂磨機，勃姆石和硅碳負極使用棒削式砂磨機。

相關廠家：

東莞市瑯菱機械有限公司

上海儒佳機電科技公司

深圳市叁星飛榮機械有限公司

長沙西麗納米研磨科技有限公司

廣東華邁智能裝備有限公司

東莞市康搏智能裝備有限公司

四川瑞馳拓維機械制造有限公司

廣東派勒智能納米科技股份有限公司

上海琥崧智能科技股份有限公司

噴霧干燥（造粒）設備

噴霧干燥是同時具備造粒和干燥兩種過程的工藝。產業上通過砂磨納米化--噴霧干燥法合成的LiFePO4前驅體來獲得更好性能的磷酸鐵鋰正極。噴霧干燥步驟賦予了燒結前的前驅體材料很好的球形度，粒徑在20-20微米，在噴霧干燥條件下，材料的化學組分比較均勻。在煅燒時球形顆粒之間并沒有發生固相變化，LiFePO4的晶粒生長被限制在一個球形顆粒之間，因此可以得到小的LiFePO4晶粒，而細小的晶粒對LiFePO4的電性能有利。

▲固相法制備磷酸鐵鋰工藝流程圖

目前磷酸鐵鋰正極材料主流制備工藝可分為固相法和液相法兩大路線。固相法是目前最成熟也是應用最廣的磷酸鐵鋰合成方法，占磷酸鐵鋰產量的70%以上。固相法中，應用最多的是碳熱還原法，目前90%以上的固相法生產企業采用碳熱還原法，另有少數企業采用高溫固相法。液相法工藝難度較大，德方納米與北大先行實現了工業量產。

相關廠家：江蘇尚金干燥科技有限公司

江蘇尚金干燥科技有限公司座落于江蘇常州工業重鎮--鄭陸鎮，是一家致力于國內外新材料、新能源、制藥、食品、化工等行業中各類設備的設計、研發、制作、售后為一體的專業型干燥企業。 主要經營產品：噴霧干燥系列設備，精密干法制粒設備，濕法制粒設備，污泥槳葉干燥設備，（雙錐、盤式、螺帶混合、耙式、低溫脈沖高效）真空干燥設備，氣流閃蒸干燥設備，帶式干燥設備，流化床干燥設備等機械自動化設備的研發、非標設計和制作。

相關廠家：常州力馬干燥科技有限公司

常州力馬干燥科技有限公司注冊資本2008萬元，是一家致力于承接大型干燥技術工程，進行干燥設備設計、制造、銷售及工業熱能研究的專業型企業。產品種類現已覆蓋干燥設備、制粒包衣設備、粉碎混合設備及熱能節約裝置等優勢領域，各類產品年生產超過500臺套。

相關廠家：無錫晨穎機械科技有限公司

位于風景秀麗的太湖之濱-無錫市堰橋工業園。是國內較早從事干燥技術和干燥設備工程研制，生產，銷售，服務廠家，是一家科研與生產相結合的科技先導型工廠。公司三大系列產品（高速離心噴霧干燥系列，壓力噴霧干燥系列，旋轉閃蒸干燥系列），主要產品包括實驗型干燥設備，閉式循環噴霧干燥機，浸膏噴霧干燥機，LPG系列高速離心噴霧干燥機，LPG系列離心造粒噴霧干燥機，XZG系列旋轉閃蒸干燥機，LPY系列壓力造粒噴霧干燥機。

相關廠家：江蘇先鋒干燥工程有限公司

江蘇先鋒干燥工程有限公司，創立于1997年的中國干燥設備之鄉--江蘇省常州市鄭陸工業園。江蘇先鋒干燥工程有限公司，創立于1997年的中國干燥設備之鄉--江蘇省常州市鄭陸工業園。截止2022年10月底，先鋒干燥承攬的磷酸鐵鋰噴霧干燥機178臺套，合計產能158.5萬噸，目前最大單機年產已達3萬噸；磷酸鐵閃蒸干燥+回轉窯焙燒爐生產線，共計99臺套，合計產能136.9萬噸，目前最大單機年產已達3.5萬噸。

輸送系統

粉體系統能自動地將各種物料輸送到料斗中，也能直接把混合的物料輸送到混合機和各類混合反應罐中，解決了自動加料時粉塵問題，釋放了工人的勞動力，為企業節省人力成本，提升企業的生產效率。

相關企業：江蘇道金智能裝備股份有限公司

江蘇道金專注粉體物料的輸送配混料和包裝碼垛自動化，致力為制粉企業提供潔凈高效的自動化集成系統。

專注鋰電池正負極材料智能生產線，粉體新材料智能裝備，粉體輸送、配料、氣力輸送系統，粉體氮氣閉環智能輸送系統，包裝碼垛自動化，以提高粉體材料制造效率為使命，以過程裝備和自動控制為核心，深耕鋰電池正負極材料生產線研究開發，以新能源材料、精細化工、食品添加劑三大行業為主，致力為粉體企業提供安全、潔凈、高效的機電自動化、智能化集成系統，提供清潔、高效、安全的自動化生產線和智慧工廠整體解決方案。

相關企業：宏工科技股份有限公司

宏工科技股份有限公司(英文簡稱ONGOAL)，成立于2008年8月，是一家集科研、設計、生產、銷售與軟件開發為一體的國家高新技術企業，專注于物料處理與工業自動化領域的研究與開發，為客戶提供物料的氣力輸送、計量配料、真空上料、儲存破拱、攪拌分散等一系列完善的物料處理自動化解決方案。宏工科技成熟的物料自動化處理技術已廣泛應用于鋰電材料、電池勻漿、食藥化工、橡膠塑料等行業。

部分企業將出席2022年全國新能源粉體材料暨增效輔材創新發展論壇（2022年12月25-27日，珠海粵海酒店），歡迎大家一起來交流。

參考資料：

鋰離子電池正極材料規模化生產技術，何向明，王 莉，虞蘭劍編著

部分未標注資料來源信息來自相關設備企業官網、公眾號等資料。

編輯整理：粉體圈Alpha

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