
常州市龍鑫智能裝備股份有限公司

已認證
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鈉離子電池的商業化進程中,硬碳負極的重要性日益凸顯。相較于石墨負極在鋰電中的主導地位,鈉電因鈉離子半徑大,無法嵌入石墨層間,硬碳成為兼具高容量、快充和長循環的負極材料。然而,其產業化仍面臨“材料-工藝-設備”的三重挑戰:
(1) 從材料端看,硬碳前驅體(如椰殼、甘蔗渣)的地域差異性顯著。例如,印尼椰殼炭化料因雜質少、強度高成為優選,但國內自給率不足,進口依賴度高;
(2) 從工藝端看,碳化過程中的溫度波動可能導致層間距變化,影響儲鈉效率;
(3) 從設備端看,傳統砂磨機在研磨硬碳時易堵料,篩分效率低,導致產能受限,而進口設備價格高,中小廠商難以承受。
硬碳生產的12道核心工序中,設備選型與工藝匹配度決定了產品良率。以研磨和干燥為例:
(1) 研磨工序:硬碳需研磨至D50,但傳統砂磨機(如盤式結構)研磨介質磨損快,每3個月需更換,維護成本占設備原值的20%;且離心分離不完善,導致粒徑分布寬,影響電池循環穩定性。
(2) 干燥工序:噴霧干燥過程中,傳統壓力式噴嘴易堵塞,停機清理頻率高(每天3-4次),且無法精準控制球形度,導致壓實密度低,能量密度受限。
(3) 包覆熱解:間歇式爐窯溫度均勻性差,包覆層厚度波動大,首周庫侖效率不穩定,難以滿足市場需求。
(1) 納米研磨:效率與精度雙提升
龍鑫實驗型棒銷納米砂磨機針對硬碳前驅體的高硬度特性,采用“棒銷轉子+雙離心出料”結構:
① 研磨效率:轉子線速度達20m/s,配合氧化鋯珠,1次研磨即可達到傳統設備幾次的效果,能耗降低;每小時處理量高,較傳統設備提升。
② 粒徑控制:離心渦輪出料系統實現磨介與漿料的高效分離,粒徑分布D90-D10,滿足硬碳負極對均勻性的嚴苛要求。
③ 長壽命設計:氧化鋯陶瓷內襯與耐磨合金轉子,使用壽命超出,維護成本降低,適配24小時連續生產場景。
(2) 噴霧干燥:從“微米級”到“形貌可控”
龍鑫高純超細離心氣流噴霧干燥機,針對硬碳前驅體的干燥痛點,實現三大創新:
① 霧化技術:二流體噴嘴結合壓縮空氣與料液,霧化液滴粒徑分布,通過調節氣液比,可準確控制粉體D50。
② 球形化工藝:干燥塔內風速與溫度梯度優化,使粉體在干燥過程中自然收縮成球形,球形度大,振實密度提升,較傳統工藝提高,對應電池能量密度提升。
③ 環保升級:配備三級廢氣處理系統(過濾+冷凝+吸附),粉塵排放降低,遠低于國際要求;余熱回收系統將熱能利用率提升,年節約能耗成本超量。
(3) 連續式焙燒:工業化生產的“心臟”設備
龍鑫連續式氣氛回轉焙燒爐,針對硬碳包覆熱解的效率與一致性難題,采用模塊化設計:
① 溫度場均勻性:三段式加熱分區,配合回轉窯體旋轉,爐內溫度偏差低,確保包覆層(如酚醛樹脂)均勻熱解,形成厚度穩定的碳層,首周庫侖效率提升。
② 產能躍升:連續進料出料設計,產能達標,較間歇式爐窯提升;智能化控溫系統支持多配方存儲,換型時間短,適配多品種小批量生產需求。
③ 安全保障:全密封爐體配合氮氣吹掃,氧含量低,杜絕粉塵爆炸風險;尾氣處理系統可回收熱解產生的可燃氣體,能源綜合利用率提升。
(4) 智能化產線:數據驅動的生產革命
龍鑫智能將單設備優勢整合為全流程智能化產線,通過工業互聯網平臺實現:
① 工藝參數自優化:基于機器學習算法,分析歷史生產數據,自動推薦優良的研磨轉速、干燥溫度、焙燒時間,良率提升。
② 設備協同控制:研磨機、干燥機、焙燒爐通過OPC UA協議實時聯動,例如研磨粒徑波動時,干燥機自動調整進風溫度,確保粉體含水率穩定。
③ 遠程運維服務:搭載AR遠程診斷系統,工程師可實時查看設備運行參數(如軸承溫度、電機電流),提前預警故障(如砂磨機堵料預警),停機時間減少。
面對鈉電產業化加速,龍鑫智能正布局下一代硬碳生產設備:
(1) 超快充硬碳專用設備:開發適配倍率的硬碳研磨工藝,通過納米造孔技術提升離子傳輸速率;
(2) 零碳產線解決方案:整合光伏供電、余熱回收、二氧化碳捕集技術,打造凈零排放的硬碳生產基地;
(3) 數字孿生工廠:構建硬碳生產全流程虛擬模型,實現工藝驗證周期縮短,新產品研發效率提升。
在硬碳負極這場鈉電產業化的關鍵戰役中,龍鑫智能以設備創新為矛,以全鏈賦能為盾,正助力我國鈉電企業突破技術壁壘,在國際競爭中占據先機。隨著更多創新設備的落地,硬碳負極的“我國智造”時代已悄然開啟。
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