方形摇摆筛在新能源锂电行业的应用物料

摇摆筛凭借大产量、高精度、低破碎、全密闭无杂质污染的优势,逐步在锂电粉体筛分场景大规模落地。但是锂电粉体物性特殊,并非所有锂电物料都直接适配方形摇摆筛。本文梳理方形摇摆筛在锂电新能源行业适用物料,剖析锂电物料筛分痛点,讲解实际生产选型与使用要点。
锂电行业当中方形摇摆筛主要应用于粉体原料分级、成品筛分、除铁除杂前道分级工序。适配物料主要分为几大类:负极材料粉体、正极材料粉体、辅助粉体原料。
负极材料是方形摇摆筛应用最多板块。代表物料:人造石墨、天然石墨粉、硅碳复合负极粉体。石墨粉体本身质地偏软,颗粒之间摩擦容易产生更多细粉。传统高频振动筛剧烈撞击,石墨颗粒容易破碎,额外产生大量超细粉,改变物料粒度分布,直接影响负极材料电化学性能。方形摇摆筛低频仿人工摇摆,物料运动柔和,颗粒之间冲击力度低,物料破碎率低,可以很好保留原始粒度组成,不会因为筛分工序额外生成大量细粉。硅碳负极粉体经常存在存储运输过程挤压形成的松散团聚团块,方形摇摆筛筛面停留时间长,回旋翻滚可以打散松散团聚,完成粒度分级,筛除粗大颗粒杂质。硅碳材料对铁杂质十分敏感,一旦混入铁屑会造成电池内部微短路风险,所以接触物料部分全部选用 304 或者 316L 不锈钢,杜绝铁质析出污染物料。
正极材料物料:磷酸铁锂粉体、三元材料粉体。这类化学合成粉体,部分批次会出现少量烧结大颗粒硬块,需要筛分把烧结硬块筛除,保障正极粉料粒度均匀。方形摇摆筛全封闭结构,粉体不会向外飞扬;锂电粉体很多对水汽敏感,潮湿空气进入会影响物料性能,密闭筛腔可以减少外界水汽侵入,部分工况还可以做惰性气体保护配置。
锂电上游辅助粉体原料:碳酸锂粉末、氢氧化锂粉体、导电炭黑粉体等。碳酸锂、氢氧化锂粉体吸湿性较强,空气中容易吸水受潮,一旦物料吸水,粉体就会发粘抱团糊网。所以筛分这类物料对生产环境湿度管控要求很高,车间控湿是工艺前提,不能单纯依靠设备解决吸潮问题。
锂电物料筛分面临几大行业特有痛点。第一,杂质管控严苛,严禁铁屑、金属碎屑混入物料;第二,部分粉体吸潮,遇水汽就会结块糊网;第三,粉体容易产生静电,粉体吸附筛网和腔体壁面;第四,不能过度破碎原始颗粒,避免粒度分布偏移;第五,产线规模大,需要设备具备大处理量,可以匹配连续化生产线。
基于锂电物料特性,方形摇摆筛用于锂电行业,有一系列专属配置要求。第一,材质。凡是接触物料部位,筛框、筛网压板、出料溜槽全部不锈钢材质,严禁碳钢接触粉体;焊缝打磨光滑无毛刺,减少物料积存,方便清洁,防止不同批次物料交叉污染。第二,防静电配套。石墨、锂电粉体摩擦极易产生静电,粉体静电吸附筛网,造成糊网堵料。设备整体可靠接地,筛网选用抗静电筛网面料,消除静电吸附问题。第三,清网系统选型。普通弹跳球清网满足大部分中等目数锂电粉体;若是处理 200 目以上超细锂电粉体,单纯弹跳球清网能力不足,需要搭配超声波清网装置辅助破团防堵。第四,环境配套。针对吸潮锂电粉体,筛分车间做好除湿控湿,降低环境相对湿度,从源头避免粉体吸潮结块。第五,进料系统。锂电粉体需要均匀给料,不能忽多忽少,建议配套密闭给料设备,不要直接敞口倾倒进料,防止物料扬尘同时避免水汽进入筛腔。
同时也要明确方形摇摆筛在锂电行业的物料边界。已经吸潮硬化结块的锂电粉体,不适合直接筛分,硬团粘性大,会糊死筛网,必须前置烘干处理。含有大量长纤维杂质的物料也不适用。
很多锂电企业选型方形摇摆筛的时候,只关注产量和目数,忽略锂电粉体吸潮、静电、防铁杂质这些特殊要求,设备安装完成之后才出现糊网、杂质超标等问题。选型阶段就需要完整提供物料名称、粉体含水率、环境湿度条件、粉体目数区间、小时产能、是否吸潮、静电强弱,技术人员据此完成设备材质、清网、防静电、密封结构定制。