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電池勻漿工藝 | 來自科倍隆電池應用專家的專訪
導讀：目前，動力電池市場有幾個新的發展方向。特別是在電芯正負極漿料的批量生產中，產線可以選擇各種不同的技術和設備。選擇之一即是采用雙螺桿擠出機的連續勻漿工藝。
【塑料機械網 科技創新】目前，動力電池市場有幾個新的發展方向。特別是在電芯正負極漿料的批量生產中，產線可以選擇各種不同的技術和設備。選擇之一即是采用雙螺桿擠出機的連續勻漿工藝。我們訪問了科倍隆的化學和電池應用工藝技術團隊負責人Thorsten Stirner，與其探討該工藝的優勢以及更新迭代要求。
問
在動力電池制造領域，尤其電池漿料領域，過去的幾年里發生了很多變化。傳統上，電芯正負極槳料的生產通常是批次式的。但新的發展表明，雙螺桿擠出機的連續混合工藝在生產中的應用越來越受到重視。這種轉換的優點是什么呢?
答
轉換到連續混合工藝和使用雙螺桿擠出機，可成本和產品品質上都得到優化。在連續生產過程中，從一個工藝步驟到下一個工藝步驟都是順滑過渡。為了實現這一點，每個流程階段都必須有效地與下一個步驟相協調。與傳統制造工藝相比，連續生產所需的手動步驟更少，可以實現更高程度的自動化，減少了人員和空間需求，從而降低運營成本。而且自動化程度高，有益于維持配方精確度。這些都確保了可重復的、始終如一的高產品品質。
問
連續混合工藝的核心是雙螺桿擠出機，請問它有哪些優勢?
答
科倍隆的ZSK系列雙螺桿擠出機，以其高性能特點優化電池電芯生產過程。漿料的均勻性在電極生產過程和品質上起著重要作用，正是在此處，擠出機真正起到了不同的作用。ZSK具有高分散混合能力，這意味著它可以打散固體團聚物。由此隨后的混合和均化作用產生了非常均勻的漿料，從而確保獲得高品質的電芯。
由于不同原料的狀態特性，有些會粘在設備部件上。ZSK系列緊密嚙合的同向雙螺桿能防止整個工藝段的流動死區，從而實現優異的自清潔能力，同時也易于配方更換等。此外，設備持續的高輸送效率，減少了擠出機中的物料殘留，降低了生產成本，效益更高。
制造商需要對生產中的變化做出快速靈活地反應。采用連續混合工藝，他們就能做到這一點。
首先，擠出機的產量可以在生產過程中進行調整，這樣擠出的電極漿料可以在離開擠出機后直接涂覆。憑借可靠的同步放大，選擇合適設備型號，可實現2升/小時到1600升/小時的生產能力范圍。
另一方面，配方的改變如諸如減少或替代有毒溶劑，擠出機無需多太多改動即可適應。雙螺桿擠出機的工藝段為模塊化結構設計，允許根據不同的工藝應用和配方，配置工藝段的混合、均質和脫揮等功能。這使得通過調整螺桿組合和改進加工段工藝結構，來實現靈活多變的個性化工藝需求成為可能。
ZSK系列擠出機在能耗方面也具有很大優勢。通過減少和替換溶劑，縮短干燥時間可大大減少能源投入，從而使生產過程更加環保。
問
除了擠出機，喂料在生產工藝中也起著重要的作用。您可以解釋一下為什么喂料稱對最終產品品質如此重要嗎?
答
科倍隆為電池槳料的制造提供整套設備，其中科倍隆擠出機和科倍隆楷創喂料稱形成為可信賴的組合。可靠的喂料技術是實現最終產品品質的重要因素。
科倍隆楷創的失重式固體稱和液體稱能提供非常高的計量精度、一致性和靈活性，相當適合這些任務。各種各樣的喂料解決方案可供您選擇，所有設計都基于100多年物料處理經驗的沉淀。
失重式喂料稱采用智能傳感器(SFT)稱重技術和先進的KCM喂料控制系統，即使在具有挑戰性的環境中應對難處理的、有毒材料，也能實現高精度喂料。即使在復雜工藝條件下，動態濾波算法也能從重量檢測中識別和提取連續的干擾成分。基于該數字濾波器，SFT稱重傳感器在任何工作條件下都能提供準確、穩定和可靠的重量計量。
在電極材料生產中，固態材料通常是流動性差的粉末。雙螺桿喂料機特別適合于處理這樣的情況，因為它比單螺桿有好的輸送性能，從而保證出料的穩定性。無論是中試或研發的低喂料速率，還是量產線的較高喂料速率，科倍隆楷創喂料稱具有寬泛的速度范圍，有助于實現配方的靈活性。
所有科倍隆楷創喂料稱都易于拆卸和清潔。和物料接觸的零部件由不銹鋼制成，非常適合就地清理。標準配置可達OEB 4級，實現電池材料制造中必要的密閉性，我們也有專門設計匹配更高閉封需求。
除以上提及的先進技術，科倍隆楷創喂料稱還提供一些專門開發的可選項，如電子壓力補償(EPC)裝置和ActiFlow散裝固體物料振動流化器，它們以其高度精確和可靠的計量喂料性能，為制造工藝的最優化和終端產品品質做出重要貢獻。
問
在設計電池電芯材料制造系統如擠出機、喂料稱和物料輸送系統時，科倍隆是如何考慮密閉隔離問題的?
答
由于電池電芯生產中會使用有毒材料，因此密閉等級(通常為OEB 3至4級)至關重要。作為一個系統供應商科倍隆提供從物料輸送處理、計量喂料到擠出等完整的成套系統，其中一個環節即包含我們規劃、開發和建立相應的密閉隔離理念，防止危險物料泄漏。
對有毒散裝物料從噸包袋中卸料上料，到擠出機的喂料，都在相應的保護條件下進行。其中包括對氣力輸送或防塵組件密封設計的高效過濾措施。60多年來，科倍隆一直在設計和建造整線交付工廠。憑借幾十年的經驗和專業知識，我們水到渠成創造出對工作環境和整體環境安全的系統。
以科倍隆楷創喂料稱為例，喂料部分是防塵設計的；喂料稱、包括料斗和出料體被設計成一體式容器。使用特制過濾器防止灰塵等顆粒進入大氣，以實現通風，這對高精度失重式喂料稱至關重要。各個部件之間的軟連接，例如原料從補料倉到喂料稱料斗，或從喂料稱到擠出機工藝段，也支持系統的密封。
就像喂料稱一樣，真空輸送卸料器也可以看作是一體式容器。卸料器和系統組件的密封都是防塵設計，并且與上下游工藝步驟的連接也是密封的。所有這些措施都為了實現安全密封的理念，并限制外泄污染風險。
問
如果我現在有興趣將制程轉換為連續混合工藝，在更新迭代過程中我應該注意什么?
答
轉換為連續法混合工藝需要重新思考和調整設備及技術。對于一個正常運轉的工藝，每個步驟都必須相互協調。作為整套系統方案提供者，科倍隆為您提供各個環節設備和部件。從物料處理、喂料到擠出，您將獲得匹配您需求的個性化解決方案。更少的操作界面和現場人員使工藝更簡易。
電動汽車正迫使整個動力電池行業進入一種新的思維方式。終端客戶對先進的移動能源供應的期望對電池制造工藝提出了巨大挑戰。與項目合作伙伴一起，我們精確地定義每個項目需求，并在項目過程中適應不斷變化的條件，以提供您正確的解決方案。
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