磷酸鐵鋰材料風(fēng)云涌動 大容量研磨裝備積極應(yīng)變

摘要

面向TWh時代的供應(yīng)需求，鋰電材料領(lǐng)域正在呼喚更高效、更節(jié)能、更具性價比的研磨設(shè)備和創(chuàng)新技術(shù)。

近兩年，動力及儲能兩大市場快速崛起，具備安全性和成本優(yōu)勢的磷酸鐵鋰電池應(yīng)用規(guī)模不斷擴大，帶動上游材料出貨高速增長。

根據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年中國磷酸鐵鋰正極材料出貨量111萬噸，同比增長132%。

百萬噸級的產(chǎn)能規(guī)模呼吁大體量產(chǎn)線，多個項目的單線產(chǎn)能已達(dá)到20萬噸級別，勢必要求核心裝備的大型化。

以研磨核心工序段為例，1000L以上的大容量砂磨機逐漸成為頭部材料廠商的產(chǎn)線“標(biāo)配”。

同時，雙碳壓力下，零碳電池等新趨向?qū)θa(chǎn)鏈的節(jié)能減排提出高要求。一直面臨高能耗痛點的正極材料產(chǎn)線，實現(xiàn)綠色環(huán)保生產(chǎn)的需求，已經(jīng)迫在眉睫。

2023CIBF期間，華匯機械推出1200L節(jié)能型棒銷式砂磨機，由公司與華中科技大學(xué)針對行業(yè)痛點開展研發(fā)合作，具備“高通量、低能耗、智能化”突出優(yōu)勢。當(dāng)前該設(shè)備已送樣至多個頭部材料廠商，獲得良好反饋，今年下半年將批量生產(chǎn)。

華匯機械HH-HNS 1200L節(jié)能型棒銷式砂磨機在設(shè)計理念及思路上具備如下特點：

節(jié)能型永磁電機直驅(qū)，較傳統(tǒng)方式綜合節(jié)能25％—35％；

獨立整體鑄件軸承座，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、振動??；

驅(qū)動與旋轉(zhuǎn)部件獨立模塊化設(shè)計，維護(hù)簡便、維護(hù)成本低；

新型可拆卸陶瓷或包膠棒釘轉(zhuǎn)子；

大過流面介液分離裝置，大流量、防堵結(jié)構(gòu)設(shè)計；

大直徑高速離心分離轉(zhuǎn)子，高效離心驅(qū)動研磨介質(zhì)，不易堵料；

自主專利機械密封，最優(yōu)的適配性及穩(wěn)定性；

多重冷卻系統(tǒng)及高導(dǎo)熱系數(shù)材料的組合，智能控溫；

智能化控制，人機界面簡易操控，主流自動化控制適建大型智能化生產(chǎn)線。

總結(jié)而言，華匯機械新一代砂磨機不僅借助大流量設(shè)計幫助客戶減少投入臺數(shù)與占地面積，并且保障了產(chǎn)品一致性與品質(zhì)穩(wěn)定性，解決了研磨效率低、磨耗大、易堵料、易泄露、散熱難等痛點，有效賦能納米級磷酸鐵鋰材料大規(guī)模生產(chǎn)。

據(jù)悉，華匯機械目前已經(jīng)與鋰電正負(fù)極材料龍頭企業(yè)達(dá)成長期合作，并且在國產(chǎn)磷酸鐵鋰材料砂磨機細(xì)分賽道擁有約20%的市占率。

5月中旬，高工鋰電走入華匯機械，與其高層團(tuán)隊進(jìn)行深入交流，探尋這家低調(diào)企業(yè)在砂磨機領(lǐng)域穩(wěn)居前行者地位的底層邏輯。

自研精密控制核心部件

機械密封是砂磨機的核心組成部分，對出料品質(zhì)和設(shè)備穩(wěn)定性有著重要影響。

例如，當(dāng)強度和剛度不夠，密封元件磨損速度快，增加維修成本；缺乏良好的耐熱沖擊能力，則會因溫度和壓力環(huán)境遭受腐蝕；機封兩端的頂圈平行度不精準(zhǔn)，或者基準(zhǔn)面同軸度不夠，容易造成泄漏。

可以說，機械密封是砂磨機構(gòu)成中，制造精度與技術(shù)壁壘最高的模塊之一。

受益于創(chuàng)始團(tuán)隊早年間為中國石油、中國石化、中國海油等大型化工企業(yè)提供設(shè)備機封的項目經(jīng)歷，華匯機械在精密機封領(lǐng)域具備深厚的研發(fā)積累，擁有多項發(fā)明專利。

目前，華匯機械是國內(nèi)唯一既研發(fā)生產(chǎn)機械密封又研發(fā)生產(chǎn)砂磨機的高新技術(shù)企業(yè)，也是同行中唯一機械密封、研磨轉(zhuǎn)子等核心部件全部實現(xiàn)自研自產(chǎn)的裝備企業(yè)。

其自研的雙端面集裝式機械密封針對砂磨機運行工況設(shè)計生產(chǎn)，高度適配中高端砂磨機需求，成為公司的技術(shù)“護(hù)城河”代表。

新材料整線解決方案

盡管擁有機械密封的王牌技術(shù)，但華匯機械并不滿足于現(xiàn)有的積累，每年都投入大量資金在研發(fā)上，實現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

多年來，華匯機械與華中科技大學(xué)、中國石油大學(xué)、華南理工大學(xué)、西安交通大學(xué)等學(xué)院科研機構(gòu)建立深度合作關(guān)系，為公司儲備核心技術(shù)人才、應(yīng)對終端產(chǎn)線需求變革。

基于此，面對新型磷酸鹽體系、硅基負(fù)極、固態(tài)電解質(zhì)等鋰電材料創(chuàng)新，公司得以快速反應(yīng)，推出專用研磨設(shè)備與整線解決方案。

例如，硅碳負(fù)極的納米化制備過程中，要求粒徑細(xì)度小于50nm，相應(yīng)的對研磨介質(zhì)的要求為0.1mm以下，篩網(wǎng)間隙在0.05mm以下。

華匯機械設(shè)計的高速渦輪式分散器將研磨室內(nèi)軸向移動的粒子切換成沿圓周方向若干個粒子流，與傳統(tǒng)單一的粒子流相比，大大增加了剪切分散功能，實現(xiàn)材料超細(xì)納米研磨，生產(chǎn)粒徑更小的硅碳負(fù)極材料。

同時，其特殊設(shè)計的離心輪在高線速度的狀態(tài)下，利用離心原理，盡可能地把研磨介質(zhì)和大顆粒物料甩在分離器之外，使得更大顆粒的物料在研磨腔內(nèi)重復(fù)研磨，解決了分離器經(jīng)常堵住的問題。

又例如，石墨烯碳納米管具有密度小、難分散、易過磨導(dǎo)致污染元素析出、水分控制要求高等特性。

華匯機械針對性研發(fā)了漿料混合分散解決方案，具有研磨流量大、能量密度高、產(chǎn)品均勻一致性好、綜合效率高、拆洗方便等綜合優(yōu)勢。并且提供粉料輸送、液體配料、粗磨系統(tǒng)、精磨系統(tǒng)、均質(zhì)系統(tǒng)等全方位解決方案。

當(dāng)前，華匯機械在生產(chǎn)高端單機裝備的基礎(chǔ)上，提供EPC總承包設(shè)計，涵蓋磷酸鹽系正極材料、硅基負(fù)極材料、石墨烯漿料、碳納米管漿料等新材料的全產(chǎn)線設(shè)計。

2022年，華匯新能源智能裝備研究院成立，開展分散、研磨、制槳等鋰電產(chǎn)線研發(fā)建設(shè)，探索新能源新材料領(lǐng)域智能裝備的智能化、先進(jìn)化、標(biāo)準(zhǔn)化路徑。

目前鋰電裝備行業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了較高的自動化水平，但仍面臨著智能化程度不高導(dǎo)致產(chǎn)品一致性難以管控、數(shù)據(jù)不能集成以至生產(chǎn)狀態(tài)無法及時反饋等問題。

在智能化方面，華匯機械與業(yè)內(nèi)頭部大數(shù)據(jù)研究院合作，開發(fā)DCS智能化工業(yè)控制系統(tǒng)，通過對生產(chǎn)流程和工藝配方的自動化控制，實現(xiàn)產(chǎn)能統(tǒng)計，進(jìn)出料速度，進(jìn)出料溫度，質(zhì)量統(tǒng)計，電流統(tǒng)計，能耗統(tǒng)計(瞬時能耗與累計能耗)的基本診斷和追溯，另外還有PH值在線檢測與在線粒度檢測等。

大數(shù)據(jù)系統(tǒng)具有高度的精確性和可復(fù)制性，操作人員可在控制室完成操作參數(shù)調(diào)整，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理工藝設(shè)定及配方管理，實時進(jìn)行在線調(diào)整及糾偏。

項目管理方面，華匯機械運用MES、OA管理系統(tǒng)，實現(xiàn)互通互聯(lián)，加強工藝技術(shù)、質(zhì)量管理和職能建設(shè)，應(yīng)用系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化解決方法，降低綜合成本。

其代表產(chǎn)品采用永磁同步節(jié)能電機，通過降低電磁能、熱能和機械能的損耗，提高輸出效率；同時電機體積小，重量輕，減輕設(shè)備負(fù)載，利于壽命延長。搭配能源監(jiān)測管理系統(tǒng)，較傳統(tǒng)砂磨機節(jié)能25%-35%以上。

概括而言，面向TWh時代的供應(yīng)需求，鋰電材料領(lǐng)域正在呼喚更高效、更節(jié)能、更具性價比的研磨設(shè)備和創(chuàng)新技術(shù)。

而對于配套裝備企業(yè)而言，誰能幫助材料企業(yè)滿足上述訴求，誰就能在新一輪材料產(chǎn)能擴張中把握住快速發(fā)展的機會。

華匯機械在單機生產(chǎn)效率提升與節(jié)能降耗、工廠數(shù)字化與智能化轉(zhuǎn)型、整線交付能力等方面不斷進(jìn)行迭代升級，搶占鋰電材料研磨裝備領(lǐng)域的競爭“高地”。

審核編輯：劉清