鈉電與鋰電“可共線”的生產特點,正吸引著設備企業切入鈉電賽道。一方面,鈉電生產沿用鋰電產線可承接鋰電制備的經驗沉淀,另一方面可有效節約設備開發等前期成本。
而材料制備作為電池生產的上游環節,同樣可以借鑒鋰電產業化的經驗。不僅如此,設備自動化、智能化提升將有助于提高鈉電池生產良率、推進大規模量產進度、加速鈉電商業化落地進程。
4月24日,主題為“鈉電破曉 后浪可期”的2023鈉電產業峰會上,宏工科技電池材料事業部設計總監姜偉帶來“智能化時代,助力鈉電產業化布局”的主題演講。
姜偉表示,目前鈉電的正極材料主要是層狀氧化物、聚陰離子還有普魯士類化合物,產線和鋰電中的磷酸鐵鋰產線比較類似,核心設備有粉體輸送系統、犁刀/螺帶混合機、包裝機、釜式干燥機、砂磨機、粉碎機等。
針對鈉電材料制備過程中遇到的挑戰與困難,宏工科技自主研發的設備可以解決水分控制、一致性、異物防控等問題;不僅如此,宏工科技還可通過摻雜、包覆能手段進一步提升材料的電化學性能。
具體來看,鈉電正極部分材料極易吸收空氣中的水,在表面生成電絕緣物質,不均勻的材料表面可能會對電極的電化學性能產生不良影響。在正極材料生產過程中,物料水分的控制尤為重要。
對此,宏工科技通過設備密封、氣氛保護、環境控制、干燥系統、輸送系統等手段實現對物料水分的精準控制。
材料一致性問題方面,姜偉表示,批次配料量差異以及燒結溫區差異,引起成品批次性能參差不齊,導致最終電池性能不穩定。
針對配料精確度難題,宏工科技選用高精度稱重傳感器、PLC對稱重傳感器實時監控、連鎖變頻的螺旋喂料機卸料,使配料精度可達±0.1%,配料超差率≤1%,從而保證配料一致性。
不僅如此,為保障鈉電池最終的成品安全,要從材料源頭確保對金屬異物的有效防控,宏工科技的解決方案是優先選用非金屬材質;其次在設備內表面或者管道內表面進行非金屬化處理;最后是對設備的轉動部件進行磁性異物的杜絕或者是隔離。
更進一步,為整體提高鈉電的電化學性能,在材料的制備上,可通過多種元素的共摻雜、包覆等手段切入。對此,宏工科技采用犁刀混合機,將多種物料摻雜或者包覆,可在30分鐘內將多種物料混合均勻,混合均勻度CV≤1%。
為實現從硬件到軟件的智能聯通,宏工科技打造了智能制造平臺宏夢智能制造云,利用智能化平臺的“彈性”和“柔性”解決鈉電市場中的不確定性和復雜性。
宏夢智能制造云平臺具備統一、可預、可視、可控、可溯、可比、高效、便捷的特點,以數據貫徹始終,實現數據與流程雙驅動,有效支撐企業業務升級,數據管理以及決策,并最終賦能電池企業提質增效、降低成本。
審核編輯:劉清
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原文標題:軟硬件兼備,宏工科技“突圍”鈉電材料制備
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