Met de ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen, energieopslagsystemen en markten voor elektronische apparatuur heeft het onderzoek en de ontwikkeling van materialen voor lithium{0}}-ionbatterijen hogere eisen gesteld aan poederverwerkingsapparatuur. Batterijpositieve elektrodematerialen, negatieve elektrodematerialen, vaste elektrolyten en nieuwe composietmaterialen vereisen gewoonlijk processen zoals fijn slijpen, uniform mengen, mechanische activering, controle van de deeltjesgrootte en materiaalmodificatie tijdens de onderzoeks- en ontwikkelingsfase.

In de onderzoeks- en ontwikkelingsfasen in het laboratorium en de pilottests voldoet traditionele breekapparatuur vaak niet aan de vereisten van batterijmaterialen wat betreft deeltjesgrootteverdeling, menguniformiteit en materiaalzuiverheid. Daarom zijn kogelmolens voor batterijmaterialen belangrijke uitrusting geworden voor materiaalonderzoeksinstellingen, R&D-centra voor batterijbedrijven en universitaire laboratoria.

Als professionele fabrikant van laboratoriumkogelmolenapparatuur levert DECO planetaire kogelmolens voor lithiumbatterijoplossingen die geschikt zijn voor onderzoek en ontwikkeling van batterijmaterialen. Door de hoge-energie-impact en wrijving bereikt het poederverfijning, materiaalmenging en mechanische legeringsbehandeling. De DECO planetaire slijpmachine ondersteunt droog slijpen, nat slijpen en slijpen in een vacuümomgeving. Er kunnen verschillende specificaties van apparatuur en maaltanks worden geselecteerd op basis van verschillende batterijmaterialen.

 

 

 

 

Het kogelmaalproces gaat niet alleen over eenvoudig pletten.

Voor het onderzoek en de ontwikkeling van batterijmaterialen vervult kogelfrezen voornamelijk de volgende functies:

1. Verkleining van de deeltjesgrootte

Door de bal op hoge snelheid te malen, genereert deze:

• Slagkracht
• Wrijvingskracht
• Afschuifkracht

De DECO planetaire slijpmachine gebruikt de maaltank en de planetaire schijf om achteruit te bewegen, waardoor een hoge-energie-impact op de maalkogels ontstaat en een efficiënte vermaling wordt bereikt. Na optimalisatie van het proces kunnen sommige materialen een fijnheid van 0,1 μm bereiken. Reduceer grotere materiaaldeeltjes tot op micrometer- of zelfs nanometerniveau.

 

 

 

2. Homogene menging

Bij de ontwikkeling van batterijmaterialen is vaak mengen nodig:

• Actieve materialen
• Geleidende additieven
• Vaste elektrolyt
• Koolstof materialen

Gewone mengapparatuur is gevoelig voor:

• Materiaalagglomeratie
• Ongelijkmatige verdeling

De planetaire slijpmachine kan tegelijkertijd het volgende voltooien:

• Mengen
• Slijpen
• Homogenisatie

 

 

3. Mechanische activering

Sommige geavanceerde batterijmaterialen vereisen mechanische energie om de materiaalstructuur te veranderen.

Bijvoorbeeld:

• Legering materialen
• Op silicium-gebaseerde anodematerialen
• Vaste-batterijmaterialen

Kogelmalen met hoge energie kan het volgende bevorderen:

• Verandering van de kristalstructuur
• Nieuwe fasevorming
• Interface-reactie

 

 

1. Slijpen van kathodemateriaal

Positieve elektrodematerialen vormen een belangrijk onderdeel van onderzoek en ontwikkeling van lithiumbatterijen.

Veel voorkomende materialen zijn onder meer:

Lithium-ijzerfosfaat (LFP)

Lithiumijzerfosfaat heeft:

• Hoge veiligheid
• Lange levensduur
• Stabiele structuur

Tijdens het onderzoeks- en ontwikkelingsproces is het noodzakelijk om:

• Verfijning van deeltjes
• Koolstofcoatingmateriaal mengen
• Uniforme verspreiding

De DECO planetaire kogelmolen kan onderzoekers helpen laboratoriummonsters te bereiden met gecontroleerde deeltjesgrootte en uniforme samenstelling.

 

 

Lithiumkobaltoxide (LCO)

Belangrijkste toepassingen:

• Batterijen voor consumentenelektronica

Vraag naar kogelfrezen:

• Fijne poederbereiding
• Materiaal mengen
• Aanpassing onderzoeksformulering

 

 

Lithium-nikkel-mangaan-kobaltoxide (NMC)

 

 

2. Slijpen van anodemateriaal

 

 

Op silicium-gebaseerde anodematerialen

Tijdens het experimentele proces is het meestal nodig om:

• Bereiding van silicium/koolstofcomposiet
• Mechanisch mengen
• Fijn slijpen

Voor dergelijke materialen concentreren onderzoekers zich meestal op:

• Slijtende energie
• Controle van de sfeer
• Keuze van potmateriaal

 

 

Solide-batterijmaterialen

 

 

4. Geleidende materialen

inbegrepen:

• Koolzwart
• Grafeen
• Koolstof nanobuisjes

Tijdens het onderzoeks- en ontwikkelingsproces is het noodzakelijk om:

• Uniforme verspreiding
• Poeder mengen
• Deeltjes activatie

 

 

De vereisten voor kogelmolenapparatuur zijn niet hetzelfde voor verschillende batterijmaterialen.

Op basis van de kenmerken van materiaalonderzoek en -ontwikkeling vat DECO de belangrijkste vereisten als volgt samen:

 

 

1. Gecontroleerde deeltjesgrootte

Batterijmaterialen vereisen doorgaans:

• Smalle deeltjesverdeling
• Stabiele uitvoer

Beïnvloedende factoren:

• Slijpsnelheid
• Slijptijd
• Grootte van de bal
• Materiaal pot
• Materiaal laadverhouding

De DECO planetaire kogelmolen ondersteunt snelheidsaanpassing en kan de maalparameters aanpassen aan verschillende materialen.

 

 

2. Hoge energie-slijpcapaciteit

Voor:

• Silicium materialen
• Nano-materialen
• Samengestelde poeders

Voor de volgende materialen voldoen de gewone maalmethoden mogelijk niet aan de vereisten. Planetair kogelfrezen met hoge energie verbetert de breekefficiëntie via de volgende functies.

• Centrifugale kracht
• Impact-energie
• Wrijvingseffect

 

 

3. Verwerking met lage verontreiniging

Batterijmaterialen zijn gevoeliger voor metaalvervuiling. Daarom moeten de volgende materialen worden geselecteerd voor de kogelmolenpot

• Zirkonia potje
• Agaat pot
• Keramische pot van aluminiumoxide

Voorkomen:

• IJzerverontreiniging
• Materiaal kruisbesmetting

 

 

4. Vacuüm- en atmosfeerbescherming

 

 

 

5. Lange continue werking

Onderzoeks- en ontwikkelingsexperimenten vereisen doorgaans lange bedrijfsperioden.

Sommige DECO-modellen voor planetaire kogelmolens ondersteunen een continue werking tot wel 72 uur en voldoen daarmee aan de experimentele behoeften op lange- termijn.

 

 

Planetaire kogelmolen voor onderzoek naar lithiumbatterijen

DECO biedt een complete kogelfreesoplossing voor onderzoek en ontwikkeling van batterijmaterialen.

De belangrijkste uitrusting omvat:

 

1. Laboratorium planetaire kogelmolen

 

 

 

 

 

2. Planetaire kogelmolen met hoge energie

Geschikt voor:

• Materialen voor nanobatterijen
• Composiet materialen
• Mechanische legering

Voordeel:

• Hogere impactenergie
• Snellere deeltjesreductie
• Betere mengefficiëntie

 

 

3. Vacuüm planetaire kogelmolen

Wat betreft de volgende materialen:

• Lithium-materialen
• Gevoelige poeders
• Vaste elektrolyt

Voordeel:

• Verminder het oxidatierisico
• Zorg voor een gecontroleerde omgeving
• Verbeter de herhaalbaarheid van experimenten

 

 

4. Aangepaste slijpoplossing

DECO levert op basis van de eigenschappen van klantmaterialen:

• Uitrusting selectie
• Jar-configuratie
• Aanbeveling slijpmedia
• Procesparameteraanpassing

 

Belangrijke overwegingen bij het kiezen van een plan:

Klantvereiste	DECO-aanbeveling
Onderzoek naar batterijmateriaal	Planetaire kogelmolen
Preparaat van nanopoeder	Hoge energie kogelmolen
Oxidatie-gevoelig materiaal	Vacuüm kogelmolen
Experiment met hoge zuiverheid	Zirkonia/Agaatpot
Grote laboratoriumbatch	Planetaire molen met grote capaciteit

 

 

 

 

1. Zirkonia maalpot

 

 

 

2. Agaat maalpot

 

 

 

3. Roestvrijstalen maalbeker

 

 

4. Wolfraamcarbide maalbeker