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采用湿法研磨制备纳米粉体是目前最有效且最合乎经济效益的方法,它避免了化学法制备纳米粉体的高成本,也避免了机械干法研磨难以达到纳米级粉体的不足。砂磨机属于湿法超细研磨设备,由于研磨腔狭窄,拨杆间隙小,研磨能量密集,配合高性能的冷却系统和自动控制系统,可实现物料连续加工、连续出料,生产效率极高,是目前物料适应性最广、效率最高的研磨设备。
相较于之前被行业大规模使用的球磨机以及搅拌磨机而言,砂磨机的优势主要有以下五个:
第一,砂磨机所研磨材料粒径更小,粒径分布更均匀。纳米砂磨机研磨得到的材料粒径可达纳米级,而传统球磨机研磨得到的产品粒径只能达到微米级。
第二,砂磨机的结构以及操作相较于球磨机而言都比较简单。
第三,砂磨机的能量利用率比球磨机高出许多。
第四,砂磨机通过改变结构以及研磨原理,大大降低了其运转时产生的噪音和振动,对环境更加友好。
第五,因为砂磨机对磨料的分散效果比球磨机出色,所以产量也比传统球磨机高很多,并且可以实现连续生产。
一、高镍正极材料
高镍三元正极材料LiNio.gCoo.1sAlo.osO2作为LiNi02、LiCo02和LiAl02三者的类质同象固溶体,同时具备了LiNiO2容量高、价廉低毒,LiCo02循环性能好、电导率高,LiAl02热稳定性好等优点,被认为是最有可能取代LiCoO2
的正极材料之一。研究人员以Li2CO3为锂源,在~°C温度范围内,通过纳米砂磨辅助固相合成了结晶良好的LiNio.sCo.15Alo.os正极材料。
二、富锂锰基正极
富锂锰基材料是一种具有高比容量和高工作电压特性的新型正极材料,但该材料存在较高的不可逆容量和低电子导电率。因此,它的高倍率充放电性能不理想。由于富锂相材料的特殊放电机制,首圈效率较低,严重妨碍了其实际应用。因此需要通过优化合成工艺等方法来改善富锂锰基正极材料的电化学性能。
研究人员在合成路线上采用纳米砂磨、喷雾干燥、高温煅烧的工艺来制备目标产物,通过探究砂磨时间、煅烧温度对材料各项性能的影响发现,砂磨60min得到的颗粒粒径最小(D50=nm)。当煅烧温度为C时,获得最高的电化学数据,即.4mAh●g1的首圈放电比容量。因此确定砂磨时间60min,煅烧温度°C是最佳的合成工艺参数。
三、纳米硅粉
硅材料是近年来电池负极材料中嵌脱锂比容量理论值最高的材料,其比容量理论值达到石墨的十倍,也被认为是锂电池负极材料的核心材料。但目前硅材料的体积膨胀效应限制了其在新能源行业的应用。而改善硅材料体积膨胀效应主要有使硅材料纳米化以及将硅材料与石墨复合制成硅碳负极材料两种方法。
有研究人员从使硅材料纳米化的角度出发,利用纳米砂磨技术探究转速以及磨球直径变化时颗粒的破碎效果。基于离散元理论以及能量损耗理论对研磨过程进行模拟和数值计算,之后通过试验探究参数改变时硅颗粒粒径的变化规律,得到一组较好的研磨参数,为以后的试验中工艺参数的设计提供参考。
纳米立方碳化硅由于具有优异的化学稳定性、高温强度、高热导率、高耐磨性和宽禁带、高电场击穿强度等良好特性,在航空、航天、汽车、机械、电子、化工、半导体等工业领域有广泛的应用前景,受到了众多的
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