納米級硅碳負極需要怎樣的研磨設備？

編者按

硅碳負極的應用，可以提升電池中活性物質含量，從而大大提升單體電芯的容量。據預測，2020年硅碳負極材料市場空間50億左右，同時市場集中度將非常高。

作為新型鋰離子電池負極材料，硅碳負極對於提升電池能量密度能發揮比當前石墨負極更顯著功效。硅碳負極的應用，可以提升電池中活性物質含量，從而大大提升單體電芯的容量。據預測，2020年硅碳負極材料市場空間50億左右，同時市場集中度將非常高。

而電池是一個整體，一個小小的變化往往牽一髮而動全身。硅碳負極由於技術不夠成熟，距投放市場還有一段距離，但研磨作為負極材料製備前期的核心工藝，已經有企業在未雨綢繆了。

據了解，硅來源廣泛，原材料價格便宜，硅基負極材料的比容量可以達到4200mAh/g，遠高於石墨負極理論比容量的372mAh/g，因此成為石墨負極的有力替代者。特斯拉發布的Model 3就採用了硅碳負極作為動力電池新材料。通過在人造石墨中加入10%的硅基材料，特斯拉讓電池容量達到了550mAh/g以上，電池能量密度可達300wh/kg。

硅碳負極固然好，但在正負極材料納米化的趨勢下，對研磨機的性能是一個極大的挑戰。因為不同的鋰電材料，在研磨過程中有著不同的表現：有的物料粘度隨細度的降低迅速增加，甚至呈現觸變性；有的物料磨到一定細度時顆粒粒徑不再變化，但單位比表面積還在增長。

而對於全新的硅碳負極，也需要相對應的研磨設備。上海依肯機械設備有限公司專門針對硅碳負極升級了研磨分散機，採用德國博格曼雙端面機械密封，並通過冷媒對密封部分進行冷卻，把泄露概率降到低，保證機器連續24小時不停機運行。在膠體磨的基礎上，將單一的膠體磨磨頭模塊，改良成兩級模塊，加入了一級分散盤。

而對於全新的硅碳負極，也需要相對應的研磨設備。上海依肯機械設備有限公司專門針對硅碳負極升級了研磨分散機，採用德國博格曼雙端面機械密封，並通過冷媒對密封部分進行冷卻，把泄露概率降到低，保證機器連續24小時不停機運行。在膠體磨的基礎上，將單一的膠體磨磨頭模塊，改良成兩級模塊，加入了一級分散盤。

第一級由具有精細度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。

第二級由轉定子組成。分散頭的設計也很好地滿足不同粘度的物質以及顆粒粒徑的需要。在線式的定子和轉子（乳化頭）和批次式機器的工作頭設計的不同主要是因為 在對輸送性的要求方面，特別要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細精度和其他一些工作頭類型之間的區別不光是指定轉子齒的排列，還有一個很重要的區別是 不同工作頭的幾何學特徵不一樣。狹槽數、狹槽寬度以及其他幾何學特徵都能改變定子和轉子工作頭的不同功能。

硅碳負極的研磨設備已經就位，但與正極材料、電解液及其他鋰電池材料的配套基礎還不夠完善，在成本上更是與牢牢佔據市場份額的石墨相去甚遠。

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