Характеристики материала:

Трёхкомпонентный прекурсорный материал, то есть гидроксид никеля–кобальта–марганца, химическая формула которого — NixCoyMnz(OH)2, представляет собой трёхкомпонентный композитный прекурсор положительного электродного материала; в качестве сырья используются соли никеля, кобальта и марганца, при этом соотношение никель–кобальт–марганец (x:y:z) может быть скорректировано в зависимости от конкретных требований.

Трёхкомпонентный материал — литий-никель-кобальт-марганцевый оксид Li(NiCoMn)O2, который подходит для автомобильных силовых аккумуляторов и литий-ионных вторичных аккумуляторов.

Сферический гидроксид никеля (шариковый никель) является основным материалом для производства высокоэффективных и крупногабаритных никель-металлогидридных аккумуляторов. Качество шарикового никеля определяет качество выпускаемых никель-металлогидридных аккумуляторов. Без качественного шарикового никеля не может быть качественного никель-металлогидридного аккумулятора. Сушка — важный фактор, влияющий на качество никелевых шариков.

Трёхкомпонентный материал и прекурсор представляют собой сыпучий порошок, однако его текучесть недостаточна. В зависимости от технологического процесса производства соотношение компонентов и размер частиц различаются; содержание влаги перед сушкой обычно составляет примерно 10–20%, а после сушки — около 0,2%.

До сушки сферический гидроксид никеля (шариковый никель) представляет собой рыхлый порошок и мелкие комки, обладает низкой текучестью и имеет сине-зелёный цвет. В зависимости от используемых исходных материалов и технологических процессов содержание свободной воды до сушки составляет 10–15%, тогда как после сушки в готовом продукте должно быть 0,5–1,0% свободной воды.

Специальный процесс сушки:

Сушка трёхкомпонентных материалов и прекурсоров, а также сферического гидроксида никеля (сферический никель) характеризуется следующими особенностями и требованиями: материалы должны быть рыхлыми, но при этом обладать достаточной текучестью; требуется низкое энергопотребление, равномерный нагрев материалов, благоприятные условия эксплуатации и одновременное соблюдение всех заданных технических параметров. В процессе сушки предъявляются строгие требования к содержанию новых магнитных примесей (как правило, менее 30 ppb); материалы имеют мелкую фракцию, что затрудняет сбор пыли.

Однако традиционная сушка горячим воздухом, а также развивающиеся методы микроволновой сушки и сушки в дальней инфракрасной области имеют свои недостатки и не представляют собой идеального выбора для сушки трёхкомпонентных материалов и прекурсоров, а также сферического гидроксида никеля (сферического никеля). Например, при сушке горячим воздухом наблюдаются высокие энергозатраты (тепловая эффективность составляет всего 30–40%), неблагоприятные условия эксплуатации (сильное пылеобразование) и т. п.; при микроволновой сушке — значительные капитальные вложения в оборудование, неравномерность сушки материала и трудности с соблюдением требуемых технических параметров, возникновение «горячих точек» и явления «термического разгона» в процессе нагрева, а также повышенная вероятность повреждения компонентов; при сушке в дальней инфракрасной области — сложная конструкция оборудования, затруднённый процесс нагрева и высокие энергозатраты.

На основе материального анализа и многолетнего инженерного опыта компания Hebei Yanming Chemical Equipment Co., Ltd. успешно применяет энергосберегающую и экологически чистую дисковую непрерывную сушильную установку в качестве оборудования для сушки трёхкомпонентного материала и прекурсора — сферического гидроксида никеля (сферического никеля) — и предоставила решения по системам сушки для многих производителей данного материала.

Влажный материал — предшественник трёхкомпонентного материала или сферический гидроксид никеля (сферический никель), поступающий из предыдущего технологического этапа, непрерывно и в заданном количестве подаётся в энергосберегающую и экологически чистую дисковую непрерывную сушильную установку с помощью дозирующего питателя для проведения сушки. В процессе движения материал проходит стадии тепло- и массообмена, что обеспечивает его высушивание. После того как высушенный материал охлаждается в сушильной установке до температуры упаковки (обычно 50 °C), он выпускается через выпускное отверстие в нижней части установки в упаковочное оборудование для фасовки; отходящий от материала отработанный воздух после очистки от пыли выводится через верхнее отверстие для выпуска влажных продуктов.

Характеристики процесса:

Непрерывный режим работы, высокая тепловая эффективность. Поскольку энергосберегающая и экологичная дисковая непрерывная сушилка осуществляет сушку за счёт теплопроводности и теплоотдачи, в процессе сушки в сушилку не подаётся воздух (или подаётся лишь в крайне незначительном количестве), а удельная нагрузка на отходящие газы при этом очень мала; таким образом, её тепловая эффективность может превышать 85%.

② Меньшие потери материала и благоприятные условия эксплуатации. В энергосберегающей и экологически чистой дисковой непрерывной сушилке для сушки трёхкомпонентных материалов, прекурсоров и никелевых шариков пыль от материала практически не поднимается к верхней части оборудования и редко уносится выхлопными газами, поскольку материал поступает и выводится через верхнюю часть; при этом распределение материала варьируется от влажного до сухого, а скорость движения сушильных выхлопных газов крайне низка (около 0,1 м/с), что не только исключает потерю материала, но и предотвращает загрязнение окружающей среды, соответствуя требованиям охраны окружающей среды; вся сушильная система герметична, а выхлопные газы очищаются с помощью специально сконструированного пылеуловителя, позволяющего回收 более 99,9% пыли;

Регулируемое оборудование обеспечивает равномерную сушку материала. Эффект сушки материала можно удобно настраивать, регулируя скорость работы оборудования, толщину слоя материала, расход теплоносителя, температуру теплоносителя, количество штыревых валов, форму, размер и угол наклона штыревых лопастей, количество подаваемого материала и число сушильных поддонов в сушильной камере;

④ Стабильная работа, длительный срок службы и простота эксплуатации;

⑤ Направление материального потока однократное, обратного перемешивания не происходит, сушка осуществляется равномерно, качество стабильно, и повторное смешивание не требуется;

Использование специальных материалов позволяет обеспечить соответствие продукции требованиям по содержанию магнитных примесей. Для изнашиваемых деталей (таких как внутренняя поверхность питателя, лопасть грабель и сушильная плита плитного сушильного аппарата) применяются неметаллические материалы либо их облицовка неметаллическими материалами, а также другие металлические материалы, не содержащие магнитных примесей, с целью соблюдения требований к содержанию магнитных примесей в продукции;

⑦ Каждый слой сушильного поддона может быть независимо подключён к нагревающему или охлаждающему теплоносителю для нагрева или охлаждения материалов; при этом в одном устройстве можно реализовать одновременно верхний этап сушки и нижний этап охлаждения, а управление температурой материалов осуществляется точно и удобно.

Источник тепла отличается гибкостью в использовании. В зависимости от конкретных условий подачи тепла на объект можно использовать пар или теплоноситель — масло для передачи тепла (с электрическим нагревом, с нагревом природным газом, угольным или газовым нагревом) — в качестве источника тепла;

⑨ Для мелких частиц во влажном материале в соответствующем месте внутри сушильной установки устанавливается специальное дробильное устройство, благодаря которому эти мелкие частицы измельчаются до порошкообразного состояния, что усиливает теплообмен и процесс сушки и обеспечивает однородность высушенного материала;

⑩ Простота монтажа, небольшая занимаемая площадь. Сушильная установка поставляется в собранном виде и транспортируется целиком. Достаточно поднять её на место — монтаж и позиционирование выполняются очень легко. Благодаря послойному расположению и вертикальному монтажу сушильных поддонов даже при большой площади сушки занимаемая полезная площадь остаётся небольшой.

Схема технологического процесса системы сушки прекурсоров и трёхкомпонентных материалов: