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新能源

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在锂电、燃料电池等领域,其优异的粉体均质与界面改性能力,是实现电极浆料充分均质、提升电池能量密度与循环寿命的关键,可帮助企业优化核心材料制备工艺,降低生产成本并加速电池产品的性能升级


适配领域:固态电解液、纳米镍粉、PVDF(聚偏氟乙烯)溶液、铂碳催化剂浆料

案例一:固态电解液 

         固态电解液是固态电池的核心组成部分,广泛用在动力电池、储能电池、消费电子电池等很多领域。它的离子导电能力、与电池其他部件的相容性、力学稳定性以及分散均匀程度,直接决定了固态电池的能量密度、使用年限、安全性和最终产品的竞争力,进而影响企业的生产效益和批量交货能力。现在行业对固态电池“高安全性、高能量密度、长使用年限”的要求越来越高,传统的固态电解液制备方法,因为分散不均匀、部件间接触不好、离子导电能力低等问题,导致电池性能不达标、不合格率高、生产成本高,严重阻碍企业的工艺升级和产品更新。 

传统固态电解液制备劣势凸显 

        固态电解液由电解质盐、聚合物基体、无机填料及添加剂组成,制备过程中容易出现无机填料粘在一起、电解质盐分散不均匀、聚合物基体与填料相容性差等问题,导致离子导电能力低、力学性能不足,传统制备方法的缺点很明显: 

实验方案核心缺点(分点说明)

常规熔融共混

(高温融化混合)

1. 分散效果差,只有32%–42%的无机填料能均匀分散,大部分无机填料都粘在一起

2. 融化温度高(通常150-200℃),容易导致电解质盐分解、聚合物变质,影响电解液性能

3. 相容性差,聚合物和无机填料容易分离,导致离子传输受阻,导电能力偏低

4. 不适合大规模生产,后续电池组装时废品率会上升28%以上

5. 能耗高,单位电解液的制备成本一直很高,而且不同批次的产品质量差异大

溶液浇铸法

(溶解后浇筑成型)

1. 制备周期长,需要经过溶解、搅拌、浇筑、干燥等多个步骤,生产效率特别低

2. 需要用大量有机溶剂,容易有残留,影响电池安全性,而且对环保造成压力

3. 干燥过程中容易出现收缩、开裂,导致电解液力学性能下降,电池使用年限缩短

4. 只能小批量制备,没法满足大规模电池生产需求,会延长生产周期,影响市场交付

传统机械研磨混合

1. 混合方式很粗暴,容易导致无机填料破碎、颗粒大小不一,影响离子传输效率

2. 需要多次循环混合,能耗翻倍,还是很难实现均匀分散,部件间接触不好的问题很突出

3. 容易混入杂质和气泡,增加电池内部短路的风险,安全性下降

4. 不同批次的产品质量差异大,离子导电能力波动超过±20%,可能出现客诉、产品召回的情况


解决方案:超高压均质实现固态电解液高效制备 

        我们提供定制化的超高压均质固态电解液制备方案,凭借多年在新能源领域的技术积累,提供从研发到批量生产的全流程服务,既保证电解液性能,又提升生产效率。

        超高压均质设备通过对固态电解液各组分的混合体系,进行纯物理的高压处理,能瞬间产生强大的剪切力、撞击力和空化效应,借助精准设计的微小通道,高效打破无机填料粘在一起的团块,促进电解质盐均匀分散,改善聚合物基体与无机填料的相容性,还能根据电解液配方特点精准调整压力、循环次数等参数,实现定制化制备,最大程度提升电解液的离子导电能力和力学稳定性。 

实验方案:

300MPa循环40、50、55、60遍,分别取样进行检测

实验结论:

名称Z-均粒径/rm
PDI
D50/rm
D90/rm
第40遍样品
462.80
0.41
508.36
1828.36
第45遍样品432.42
0.37
403.10
6528.04
第50遍样品416.08
0.37
374.53
798.37
第55遍样品400.08
0.27
360.57
590.59
第60遍样品395.98
0.41
360.25802.21

实验结论

实验结论

实验结论2

● 颗粒细化:原始粒径74μm,微射流均质后整体 D50控制在 600 nm 以下,满足客户需求;从第 40 遍的 508.36 nm 细化至第 55 遍的 360.57 nm,直观体现了均质次数对固态电池原料的颗粒细化作用。

● 分散优化:无机填料团聚体被有效打散,PDI 从第 40 遍的 0.41 降至第 55 遍的 0.27,分散均匀度提升约34.1%,颗粒分布更均匀,无明显大颗粒残留(D90 从 原始处理前的11241 nm 降至到第 55 遍的 590.59 nm);

● 性能提升:在优化分散基础上,离子导电能力可从 1.2×10⁻⁴ S/cm 提升至 8.5×10⁻⁴ S/cm,部件间阻抗显著降低;

● 稳定性优化:电解液力学性能与循环稳定性得到改善,为固态电池性能升级提供可靠保障,同时减少团聚缺陷,降低生产不合格品率。

核心优势:为何优选该超高压均质技术? 

作为固态电解液微纳米化的解决方案供应商,超高压均质设备能为新能源企业带来明显收益,助力企业生产升级: 

● 性能优异,品质可控:纯物理处理没有杂质、没有溶剂残留,能精准控制分散效果和部件间相容性,提升电解液的离子导电能力和稳定性,显著提升产品合格率,适合高性能固态电池的生产; 

● 高效适配,批量稳定:参数可灵活调节,处理效率比传统熔融共混提升 75% 以上,可在55 次循环内快速达标(传统需 5-6 次长周期制备),不同批次产品的质量一致性达到 98.5% 以上,适合大规模批量生产; 

● 技术成熟,服务完善:设备的核心部件是自主研发的,运行稳定,和传统制备设备相比,综合能耗降低38%,且无有机溶剂残留风险,同时提供全流程技术支持(配方优化、参数调试、工艺升级),助力企业升级工艺; 

● 精准高效,适配性强:借助精准的微小通道进行剪切和撞击,改善部件间相容性,分散更均匀、性能更稳定,特别适合固态电解液这类难分散体系,并可兼容聚合物基、无机基、复合基等多种类型,一机多用大幅提升设备利用率。

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