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    北京耐默公司主營:碳化鎢涂層、碳化鎢噴涂,碳化鎢焊條、碳化鎢粉末、碳化鎢合金顆粒。
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    鋰電正極三元材料高混機什么涂層材料耐磨性好

    2018-11-20 9:28:52      點擊:
    隨著三元材料電池裝機的占比超過了磷酸鐵鋰,三元材料已經成為正極材料當中的主流發展方向。而生產三元材料的高混機,因為操作簡單,針對鋰電池正極材料的混合效率高,均勻性好。,而被廣泛用于三元材料生產過程中。三元材料生產過程,包括一次混料,燒結,篩分除鐵,粗碎,氣流粉碎,半成品,二次混料,二次燒結,篩分除鐵,包裝,成品;炝线^程出現了兩次次,可見高混機在三元材料生產工藝中是不可缺少的重要設備。
       無論是國內生產高混機廠家例如無錫羅斯、上海申銀等,或者是從德國、日本進口的高混機也罷。高混機在出廠時候多數帶的是碳化物涂層,而在這種先入為主的情況下,給使用高混機生產三元材料的廠家用戶種上了一種思維定向:為了耐磨和隔離金屬,在高混機內壁和槳葉上制作涂層,而涂層的“標配”是使用碳化鎢涂層。觀念無對錯,只要解決了問題就可以。

     圖(1)高速混料機攪拌葉片表面噴涂碳化鎢涂層
       那么在高混機設備生產廠家為何把碳化鎢涂層作為“標配“呢?生產三元材料的高混機涂層用碳化鎢制作涂層有什么好處呢?
    探討使用什么涂層之前,我們先看下高混機的混料工作原理:
    高混機的混料筒內多采用立式結構,筒體內裝有2層槳葉(有的是三層垂直葉片和一面側槳),通過槳葉的高速旋轉,使三元材料原始物料沿槳葉切向運動,在離心力作用下被拋向筒壁,并且沿壁面上升,上升的物料一部分在重力的作用下又落回葉輪中心,另一部分物料撞向鍋蓋后落下。接著又被拋起,這種上升運動和切向運動結合,使物料相互碰撞、交叉混合;同時物料和槳葉、內壁以及物料之間相互碰撞摩擦,使溫度快速上升。另外折流板及側槳葉更攪亂了料流,使之形成無規則運動,并在折流板附近形成很強的渦流,促進物料進一步均勻分散和混合,為了防止物料磨損內壁及槳葉產生磁性異物,筒壁和槳葉上面需要制作涂層,因為三元材料的物料顆粒比較硬要考慮涂層的耐磨性,也要考慮涂層本身是非金屬材質,還要顧及到摩擦產生60度以上的高溫傳導或者是耐高溫性能?偨Y下來生產三元材料的高混機涂層三要素是:耐磨性能優,耐高溫,涂層材質不能含有金屬成分。

    圖(2)高混機桶體混料時大面積接觸物料采用耐磨涂層后減少金屬雜質
       從這3個要素考慮的話,耐磨性能和耐高溫就排除了鎢鋼硬質合金、特氟龍,聚氨酯,哈拉ECTFE等這些普通的防腐耐磨涂層,因為特氟龍、聚氨酯和哈拉ECTFE這些涂層雖然是非金屬材質,磨損下來也增加金屬異物。但是聚氨酯不耐磨不耐高溫,特氟龍、哈拉即使能夠耐高溫不能夠高強度磨損,鎢鋼硬質合金這些本身屬于金屬材質雖然耐磨耐高溫但是不能使用于三元材料的生產工藝中。
       很簡單的大家都考慮起來碳化鎢涂層,碳化鎢在耐高溫、耐磨損、以及成分上面是什么樣子的呢?
    百科是這么介紹的碳化鎢(Tungsten Carbide),是一種由鎢和碳組成的化合物。分子式為WC,分子量為195.85,屬于非金屬材質。在碳化鎢涂層中,碳原子嵌入鎢金屬晶格的間隙,并不破壞原有金屬的晶格,形成填隙固溶體,因此也稱填隙(或插入)化合物。
    硬度與金剛石相近,碳化鎢噴涂層的硬度一般是HV1200以上;
    碳化鎢是熱的良好導體;
    耐高溫550度以內是沒有問題的;而碳化鎢材質本身不是金屬成分,磨損速度慢,磨損下來也不增加金屬異物,磨損下來的成分送到燒結部分的話,也不易行成磁性異物,即使形成鎢的分解也是有限的。
    綜上所述,耐高溫60-100度,耐磨損,非金屬成分,三元材料高混機涂層三要素都達到了,而且導熱性也沒有問題。
    碳化鎢涂層屬于一個老工藝,老工藝應用在新材料生產中對于設備廠商來講是比較劃算的,不用研發不用太多考究,既達到降低了磁性異物進入,同時耐磨性能和耐高溫比聚氨酯特氟龍這些高出數倍,所以碳化鎢涂層順理成章的成為了高混機設備廠家的“標配“。

    看上去碳化鎢涂層好像是高混機設備廠家的首選“標配“了,在磨損大的高混機上面也確實提高了耐磨周期,達到半年到2年之間。但是碳化物涂層有3個問題是生產三元材料的廠家索要考慮的,也是噴涂碳化鎢涂層的施工方所要提升的地方。這3個問題不解決,對于三元材料生產廠家后期使用涂層中是會帶來3個麻煩的。

    圖(3)三元正極材料高速混料機生產車間

    第一個麻煩:碳化鎢涂層本身是非金屬成分,硬度高,磨損速度慢,磨損下來的成分進入物料中,燒結時候溫度超過550度會發生氧化分解,分解出來的鎢粉成分屬于金屬異物,增加了三元材料的磁性異物PPB數值,對于高要求產品品質的電池廠家來講,有可能對三元材料廠家發起退貨要求,這就會造成生產三元材料廠家很大的經濟損失和名譽損失。

    第二個麻煩:碳化鎢涂層因為“挖坑然后填坑“式的涂層,本身結合力是有限的,越往外結合力越差,也就是厚度不能太厚一般現在噴涂碳化鎢涂層厚度控制在0.3mm,再厚的話碳化鎢涂層是容易剝落的。0.3mm的碳化鎢涂層在磨損上面是有極限值的,連續性高強度磨損半年時間,一般磨損和間歇性磨損2年時間,后期是要修復碳化鎢涂層。
    第三個麻煩:碳化鎢涂層修復是早晚的事情,現在多數三元材料生產廠家是2016年之后新進來的高混機等設備,涂層在質保期內,可以免費修復噴涂。即使這樣子碳化鎢涂層拆卸、運輸返廠、碳化鎢涂層噴涂、再運輸回來、安裝,耗費的人力和財力不說、時間都要耗費15天左右。15天的施工周期對于其他行業來講可能問題不甚大,但是對于分秒必爭的正極材料行業,落后一天可能就要被同行擠下舞臺,更不要說可怕的15天了。
       碳化鎢涂層給三元材料生產廠家帶來的3個麻煩一直存在著,等到三元材料產品質量要求更高,同行競爭更大的時候,3個麻煩會凸顯的更加明顯,也更加致命性。所以在前進中改變,在改變中前進,留給碳化鎢涂層廠家時間不多了。加把勁,你不加把勁,我不加把勁,碳化鎢涂層就要被加把勁退出三元材料生產廠家使用的選擇項。
       我司北京耐默從07年開始進入耐磨防腐行業,針對磨損、腐蝕的具體問題具體分析,,具體給予解決方案。14年深入研究鋰電正極材料生產過程以及物料要求隔離金屬異物的需求,研發出來了耐磨損強度超過碳化鎢涂層5倍、耐高溫NO問題、非金屬成分高溫燒結不分解金屬異物的納米涂層!
       生產三元材料的高混機涂層用我司納米涂層更好!更好的滿足了元材料的高混機涂層三要求:耐磨損、耐高溫,非金屬成分。

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