湖南经源科技针对目前在新能源行业的电池材料包覆工艺中遇到的诸多问题，开发了一种采用撞击流方式进行包覆的设备——WCE湿法包覆机。该设备能够很好的解决传统设备中遇到的包覆时间长、材料易团聚、形貌易破损等问题。

1.产品介绍

1.1现有包覆设备

目前，现有湿法包覆设备主要采用带干燥功能的机械混合机，其工作过程是先将二次料放入机械混合机中，再通过喷雾机构，加入溶剂及包覆质进行混合干燥，完成包覆。其主要存在问题：

1.1.1干燥时间长

（1）包覆过程中，二次料先加入混合机后再喷入溶剂，导致溶剂与二次料不易实现均匀浸润，搅拌和干燥时间长；

（2）在高速旋转桨叶的离心力的作用下，二次料的颗粒容易被抛向罐体内壁，不易与溶剂混合，包覆效果差；

（3）为保持设备稳定性，机械式包覆机桨叶尺寸较小，对物料的分散和扰动范围较小，干燥时间长。

1.1.2团聚不易分散

（1）设备运行过程中，物料以旋流方式运动，易产生涡旋，形成造粒式团聚，不易分散；

（2）溶剂喷射不均匀，各处温度、湿含量不一致，粉体团聚不易分散，包覆效率低。

机械式包覆机示意图

1.2 WCE系列湿法包覆机

经源WCE系列湿法包覆机（简称WCE）是一款专门针对锂电池正、负极材料制备而设计开发的新型湿法包覆设备，特别适用于锂电池正、负极材料的均匀包覆，具有包覆效果好、高效节能、自动化程度高等综合优势。

WCE包覆机外形示意图

2.工作原理

WCE包覆机是在传统机械式包覆机的基础上，增加：雾化进料装置+外循环撞击强化装置，实现高效包覆和快速干燥。

在设备内部，通过机械式旋转桨叶对物料进行不断的碰撞与剪切，使溶剂与粉体产生搅动和分散，实现搅拌干燥；

在设备外部，设置外循环强化装置，其主要由两部分系统组成：（1）雾化进料装置：使溶剂、二次料和压缩空气雾化混合，实现充分浸润接触；（2）撞击流强化分散装置：一方面通过外部循环，提高机械搅拌效率；另一方面，利用撞击流强化分散装置，实现团聚物料撞击分散，从而完成高效包覆、快速干燥。

雾化进料装置仿真

撞击流分散原理

3.产品特点

3.1包覆效果好

进料过程中，二次粉体及溶剂采用气流分散方式进料，增大粉体颗粒、液体颗粒之间的间隙，从而使溶剂与粉体充分接触浸润，实现均匀包覆。

某三元正极材料厂包覆前 SEM图

某三元正极材料厂包覆后 SEM图

3.2高效节能

（1）采用雾化进料，粉体和溶剂接触效果好，有效减少搅拌包覆时间；

（2）干燥过程中，设备具有强化分散功能，减少潮湿粉体间的团聚，减少粉体干燥时间。

3.3产品形貌稳定

具有雾化分散以及撞击流分散装置，在设备运行过程中，可适当降低机械混合设备的转速，从而减小叶片与物料的碰撞强度，减小对粉体形貌的破坏。

3.4智能化程度高

根据不同包覆工艺需求自动调整进料（液）速度、雾化压力、撞击强度等，设备智能化程度高。

4.工艺说明

4.1雾化进料工艺

4.1.1工艺说明

（1）压缩空气由厂内空气压缩机提供；溶剂由计量泵供给；二次粉由风机（根据料仓位置选配）进行供给；

（2）压缩空气、溶剂与二次粉体同时进入“粉体雾化装置”，在“粉体雾化装置”内实现快速分散、包覆；

（3）雾化包覆完成的物料通过“管道”及“分散喷嘴”进入机械混合机；

（4）包覆完成后的物料在混合机内沉降，并通过机械混合机进行搅拌、干燥；

（5）混合机内由于粉体雾化产生的粉尘，通过除尘器进行过滤，过滤后的气体进入冷干机进行溶剂回收。

雾化进料工艺简图

4.2外循环工艺

4.2.1工艺说明

（1）当包覆后的物料经过一定时间的搅拌干燥后，开启“外循环撞击强化装置”；

（2）“外循环撞击强化装置”通过分散器中的撞击流装置，实现物料的高效剪切分散；

（3）混合机内由于粉体分散产生的粉尘，通过除尘器进行过滤，过滤后的气体进入冷干机等进行溶剂回收。

外循环撞击强化工艺简图

5.性能对比

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