三元材料是由1μm左右的單晶團(tuán)聚而成的二次球體，二次球粒徑在3~40μm。三元材料前驅(qū)體和鋰源的混合物在匣缽中經(jīng)高溫煅燒后，有24%以上的燒失率，所以材料板結(jié)嚴(yán)重，需要先使用破碎設(shè)備將幾厘米的大塊物料破碎成幾毫米的小塊，再用粉磨設(shè)備將幾毫米的小塊粉磨成最終產(chǎn)品。

三元材料重要的質(zhì)量指標(biāo)之一是粒度及粒度分布，粒度及粒度分布會影響三元材料的比表面積、振實密度、壓實密度、加工性能及點化學(xué)性能。所以鋰離子電池用三元材料需嚴(yán)格控制粒度及粒度分布。

不同粉碎設(shè)備的給料粒度和產(chǎn)品粒度各不相同，需要根據(jù)設(shè)備具體情況將板結(jié)的三元材料逐級破碎。下表為三元材料常用四種設(shè)備的對比。

三元材料常用粉碎設(shè)備對比表

根據(jù)四種設(shè)備的性能對比，可設(shè)計出三元材料常見的粉碎工藝流程為：顎式破碎 → 輥式破碎 → 氣流粉碎（機(jī)械粉碎）。

常見三元材料粉碎工藝流程圖

三元材料的粉碎設(shè)備

粉碎設(shè)備按照粉碎產(chǎn)品的粒度可分為:

①粗碎設(shè)備，如顎式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、錘式粉碎機(jī)等；

②細(xì)碎設(shè)備，如球磨機(jī)、棒磨機(jī)等；

③超細(xì)粉碎設(shè)備，如離心磨、攪拌磨、氣流磨、砂磨機(jī)和雷蒙磨等。

按是否利用磨碎介質(zhì)可分為：

①有介質(zhì)磨碎設(shè)備，如球磨機(jī)、砂磨機(jī)；

②無介質(zhì)磨碎設(shè)備，如氣流磨、膠體磨、雷蒙磨等。

幾種常見粉碎設(shè)備的對比

• 顎式破碎機(jī)

顎式破碎機(jī)破碎方式為曲動擠壓型，電動機(jī)驅(qū)動皮帶和皮帶輪，通過偏心軸使動顎上下運動。顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)主要有機(jī)架、偏心軸大皮帶輪、飛輪、動顎、側(cè)護(hù)板等。

優(yōu)點：破碎比大，產(chǎn)品粒度均勻；結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；物料口調(diào)整范圍大。缺點：存在空轉(zhuǎn)行程，因而增加了非生產(chǎn)性功率消耗；破碎黏濕物料時會使生產(chǎn)能力下降，甚至發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

• 輥式破碎機(jī)

輥式破碎機(jī)通過電機(jī)帶動輥輪，按照相對方向運動旋轉(zhuǎn)。在破碎物料時，物料從進(jìn)料口通過輥輪，經(jīng)碾壓而破碎，破碎后的成品從底架下面排出。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，緊湊輕便，造價低廉，能粉碎黏濕物料。缺點：生產(chǎn)能力低；不能破碎大塊物料，也不宜破碎堅硬物料，通常用于中硬或松軟物料的中、細(xì)碎。

• 氣流粉碎機(jī)

氣流粉碎機(jī)以高速氣流為動力和載體，通過粉碎室內(nèi)的噴嘴把壓縮空氣形成的氣流束變成速度能量。影響氣流粉碎效果的因素包括原料初始粒度、噴嘴直徑、分級輪轉(zhuǎn)速、工作壓力、進(jìn)料速度等。

氣流粉碎機(jī)主要有：水平圓盤式氣流粉碎機(jī)、0型循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)、對噴是氣流粉碎機(jī)、靶式氣流粉碎機(jī)、流化床式氣流粉碎機(jī)等幾種類型。

• 機(jī)械粉碎機(jī)

低能耗：集離心粉碎、沖擊粉碎、擠壓粉碎于一身，比其他類機(jī)械粉碎機(jī)節(jié)能高達(dá)40%~50%。

高細(xì)度：配備自分流式分級系統(tǒng)，產(chǎn)品細(xì)度≥2500目。

入料范圍大：入料粒度≤10mm。

低磨損：粉碎分級部分易損件采用剛玉陶瓷材料，使用壽命長。

氣流粉碎機(jī)和機(jī)械粉碎機(jī)性能對比

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文章來源：中國粉體網(wǎng)