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湖南經(jīng)源科技針對目前在新能源行業(yè)的電池材料包覆工藝中遇到的諸多問題，開發(fā)了一種采用撞擊流方式進行包覆的設(shè)備——WCE濕法包覆機。該設(shè)備能夠很好的解決傳統(tǒng)設(shè)備中遇到的包覆時間長、材料易團聚、形貌易破損等問題。

1.產(chǎn)品介紹

1.1現(xiàn)有包覆設(shè)備

目前，現(xiàn)有濕法包覆設(shè)備主要采用帶干燥功能的機械混合機，其工作過程是先將二次料放入機械混合機中，再通過噴霧機構(gòu)，加入溶劑及包覆質(zhì)進行混合干燥，完成包覆。其主要存在問題：

1.1.1干燥時間長

（1）包覆過程中，二次料先加入混合機后再噴入溶劑，導(dǎo)致溶劑與二次料不易實現(xiàn)均勻浸潤，攪拌和干燥時間長；

（2）在高速旋轉(zhuǎn)槳葉的離心力的作用下，二次料的顆粒容易被拋向罐體內(nèi)壁，不易與溶劑混合，包覆效果差；

（3）為保持設(shè)備穩(wěn)定性，機械式包覆機槳葉尺寸較小，對物料的分散和擾動范圍較小，干燥時間長。

1.1.2團聚不易分散

（1）設(shè)備運行過程中，物料以旋流方式運動，易產(chǎn)生渦旋，形成造粒式團聚，不易分散；

（2）溶劑噴射不均勻，各處溫度、濕含量不一致，粉體團聚不易分散，包覆效率低。

機械式包覆機示意圖

1.2 WCE系列濕法包覆機

經(jīng)源WCE系列濕法包覆機（簡稱WCE）是一款專門針對鋰電池正、負極材料制備而設(shè)計開發(fā)的新型濕法包覆設(shè)備，特別適用于鋰電池正、負極材料的均勻包覆，具有包覆效果好、高效節(jié)能、自動化程度高等綜合優(yōu)勢。

WCE包覆機外形示意圖

2.工作原理

WCE包覆機是在傳統(tǒng)機械式包覆機的基礎(chǔ)上，增加：霧化進料裝置+外循環(huán)撞擊強化裝置，實現(xiàn)高效包覆和快速干燥。

在設(shè)備內(nèi)部，通過機械式旋轉(zhuǎn)槳葉對物料進行不斷的碰撞與剪切，使溶劑與粉體產(chǎn)生攪動和分散，實現(xiàn)攪拌干燥；

在設(shè)備外部，設(shè)置外循環(huán)強化裝置，其主要由兩部分系統(tǒng)組成：（1）霧化進料裝置：使溶劑、二次料和壓縮空氣霧化混合，實現(xiàn)充分浸潤接觸；（2）撞擊流強化分散裝置：一方面通過外部循環(huán)，提高機械攪拌效率；另一方面，利用撞擊流強化分散裝置，實現(xiàn)團聚物料撞擊分散，從而完成高效包覆、快速干燥。

霧化進料裝置仿真

撞擊流分散原理

3.產(chǎn)品特點

3.1包覆效果好

進料過程中，二次粉體及溶劑采用氣流分散方式進料，增大粉體顆粒、液體顆粒之間的間隙，從而使溶劑與粉體充分接觸浸潤，實現(xiàn)均勻包覆。

某三元正極材料廠包覆前 SEM圖

某三元正極材料廠包覆后 SEM圖

3.2高效節(jié)能

（1）采用霧化進料，粉體和溶劑接觸效果好，有效減少攪拌包覆時間；

（2）干燥過程中，設(shè)備具有強化分散功能，減少潮濕粉體間的團聚，減少粉體干燥時間。

3.3產(chǎn)品形貌穩(wěn)定

具有霧化分散以及撞擊流分散裝置，在設(shè)備運行過程中，可適當(dāng)降低機械混合設(shè)備的轉(zhuǎn)速，從而減小葉片與物料的碰撞強度，減小對粉體形貌的破壞。

3.4智能化程度高

根據(jù)不同包覆工藝需求自動調(diào)整進料（液）速度、霧化壓力、撞擊強度等，設(shè)備智能化程度高。

4.工藝說明

4.1霧化進料工藝

4.1.1工藝說明

（1）壓縮空氣由廠內(nèi)空氣壓縮機提供；溶劑由計量泵供給；二次粉由風(fēng)機（根據(jù)料倉位置選配）進行供給；

（2）壓縮空氣、溶劑與二次粉體同時進入“粉體霧化裝置”，在“粉體霧化裝置”內(nèi)實現(xiàn)快速分散、包覆；

（3）霧化包覆完成的物料通過“管道”及“分散噴嘴”進入機械混合機；

（4）包覆完成后的物料在混合機內(nèi)沉降，并通過機械混合機進行攪拌、干燥；

（5）混合機內(nèi)由于粉體霧化產(chǎn)生的粉塵，通過除塵器進行過濾，過濾后的氣體進入冷干機進行溶劑回收。

霧化進料工藝簡圖

4.2外循環(huán)工藝

4.2.1工藝說明

（1）當(dāng)包覆后的物料經(jīng)過一定時間的攪拌干燥后，開啟“外循環(huán)撞擊強化裝置”；

（2）“外循環(huán)撞擊強化裝置”通過分散器中的撞擊流裝置，實現(xiàn)物料的高效剪切分散；

（3）混合機內(nèi)由于粉體分散產(chǎn)生的粉塵，通過除塵器進行過濾，過濾后的氣體進入冷干機等進行溶劑回收。

外循環(huán)撞擊強化工藝簡圖

5.性能對比

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