氣力輸送系統廠家解析氣力輸送在鋰電正負極材料中的應用研究

氣力輸送技術是目前最理想的粉體物料輸送技術。鋰離子電池正負極材料均為微米級粉末材料。其生產加工工藝與其他粉末材料相似。存在易揚塵、運輸效率低、周轉困難等問題。如何有效解決鋰離子電池正負極材料生產過程中的運輸問題，從根本上消除粉塵和材料污染造成的產品質量問題，提高運輸效率、降低勞動強度是氣力運輸的優勢。

鋰離子電池正負極材料具有流動性好、體積密度低的特點，滿足氣力運輸的基本要求。現在越來越多的鋰離子電池正負極材料生產商在生產過程中采用氣力輸送作為物料輸送方式。

一、氣力輸送的工作原理

氣力輸送系統是一種依靠氣流將干散固體顆粒或粒狀物料輸送到指定地點的輸送裝置。其原理是利用輸送風機在密封管道中產生不同于外部大氣壓力的壓力，形成壓差。該壓差為氣流提供能量，因此空氣可以以氣流的形式沿管道輸送小顆粒固體（如煤灰）

二、氣力輸送的分類

考慮到氣力輸送的本質，根據物料與氣相的質量比和物料與氣相的流體力學特性，氣力輸送系統可分為以下四類：

1.稀相氣力輸送

風速高，物料在垂直管道中均勻分布，在水平管內飛行，且孔隙比大。物料的輸送主要依賴于高速空氣形成的動能，故又稱稀相動壓輸送。一般情況下，風速在12~40ms之間，料氣質量比（料氣比）在1~5之間，可達15。稀相氣力輸送系統具有壓力低、輸送速度快、機械系統磨損大等優點。適用于輸送物料質量小、粒度小、干輸送距離短的場所

2.密相氣力輸送

風速在8~15ms之間。物料在管道中不再均勻分布，而是處于稠密狀態，但管道沒有被物料堵塞，因此仍依靠空氣的動能輸送，稱為密相動壓輸送。這種流動狀態下的空氣輸送裝置包括高壓輸送、高真空抽吸輸送和流態化輸送。原料氣比例變化很大。高壓進料和高真空吸料的原料氣比約為15~50，流動狀態為脈動群流。對于易于輸送的粉末，料氣比可達200以上，采用流態化輸送

3.密相流體靜壓氣力輸送

密相堵塞管道依靠氣流靜壓輸送物料，它被稱為密相靜水壓氣力輸送

4.筒式氣力輸送

一種將要輸送的物料和物體裝入輸送桶或轉鼓，并利用空氣的靜壓使輸送桶在管道中快速滑動的輸送方法。用于運輸不易懸掛、不能栓接的包裝貨物

三.氣力輸送系統在鋰離子電池正負極材料生產中的應用

利用氣力輸送技術運送材料是鋰離子電池的發展趨勢材料運輸和現代鋰離子電池正負極材料制造商的運輸。目前大部分鋰離子電池正負極材料上市公司將氣力輸送系統與鋰離子電池正負極材料生產環節連接起來，構建智能集成控制系統，實現生產系統的自動化運行，實現鋰離子電池正負極物料的氣力輸送，促進生產效率的提高，間接提高生產效率。

1.將氣力輸送系統與鋰離子電池正負極材料生產線相結合

（1）氣力輸送裝置的出料口與破碎機、攪拌機的進料站相連，振動篩和包裝機，實現無塵進料，消除粉塵污染。通過傳感器檢測控制氣力輸送裝置的連續自動進料。如破碎機無塵進料，氣力輸送裝置進料口與無塵進料站連接。氣力輸送裝置與破碎機入口上端的料斗密封連接。料斗配有料位傳感器，通過料位檢測控制氣力輸送裝置實現自動無塵進料。

（2）涂料攪拌機可實現兩個或兩個以上電池組分的混合。鋰離子電池正負極材料制造商通常使用電池組件自動稱重模塊，通過位于兩個緩沖筒倉上端的氣力輸送裝置運輸稱重后的電池組件。緩沖倉配有傳感器，將采集的數據傳輸至PLC（可編程邏輯控制器）控制端。PLC控制端的微處理器通過對數據的分析比較，控制氣動裝置將鋰離子電池正負極材料輸送到涂料攪拌機，從而實現涂料攪拌機的無塵進料和配料。在攪拌機的生產過程中，氣力輸送裝置將碳化粉碎后的混合料直接輸送至攪拌機，實現無塵進料。

2.鋰離子電池正負極材料生產加工中氣力輸送系統存在的問題

（1）鋰離子電池正負極生產前不同品種、規格的物料，必須對整個生產系統進行清理，否則前期物料會污染后期批次的產品質量。目前常用的是在線清洗系統，但清洗系統投資成本高，在石墨負極材料的加工過程中，粘結材料遺留了一些問題，用作固體涂層劑的瀝青粒徑和粘度都很小，容易粘在氣力輸送系統管壁上，導致涂料攪拌機配料不準確。

（2）氣力輸送系統的空氣介質會導致石墨瀝青分離，影響負極材料的性能。通過科學合理的氣流模型、物料形狀控制和粉末軟著陸技術，可以有效地解決甚至消除這些問題。

小結：

氣力輸送系統在鋰離子電池正負極材料輸送方面具備的優勢較多，在鋰離子電池行業，其應用也越來越廣泛。在氣力輸送系統研究中，可加大在人工智能控制方面的研究，將氣力輸送系統的各個運輸環節與連接設備有機結合，形成一個整體高度自動化系統。

這個系統在控制技術上融合大數據和物聯網技術，嵌入高級計算機系統，嵌入高級算法等，對采集的數據進行數據計算和分析，實現氣力輸送系統自我控制、自我機械故障診斷分析等，實現氣力輸送系統的無人值守，降低企業生產成本，提高鋰離子電池正負極材料生產企業的經濟效益和社會效益。