為提高三元材料的倍率性能，可將材料一次單晶研磨成納米級材料，再用噴霧造粒的方法將納米級三元材料加工成十幾微米的二次球團(tuán)聚體，以改善納米材料在電池制備過程中的加工性能。其制備工藝流程。該工藝過程所需的設(shè)備有攪拌磨、砂磨機(jī)、噴霧干燥機(jī)。下面簡單介紹一下這三種設(shè)備。

(1)攪拌磨

攪拌磨主要用于三元材料的初步混合與研磨，lOum左右的三元材料經(jīng)攪拌磨研磨后的粒度能降低到2～5pm。研磨介質(zhì)一般選擇氧化鋯球，直徑為Smm左右。混合時按一定比例加入純水、黏結(jié)劑和三元材料。若每天的產(chǎn)量定為500kg，則攪拌磨體積選用600L，每批處理量為300L，固含量為30%，每個批次的處理時間為th左右。

(2)臥式砂磨機(jī)

砂磨機(jī)具有高效分散作用和超細(xì)研磨作用，是制備超細(xì)研磨、納米研磨的主要設(shè)備。臥式砂磨機(jī)主要組成部分有：主機(jī)、研磨桶、循環(huán)泵、冷卻系統(tǒng)、電器箱、配套連接管路等。

研磨桶分為內(nèi)桶和外桶，中間帶冷卻夾層，外桶一般是不銹鋼材質(zhì)；內(nèi)桶材質(zhì)可以是金屬、氧化鋯陶瓷、碳化硅、碳化鎢、聚氨酯等。金屬材質(zhì)成本低，但會對產(chǎn)品造成金屬污染；氧化鋯陶瓷無金屬污染，但散熱性較差、成本高；碳化硅無金屬污染，散熱性比陶瓷好，但成本高；碳化鎢因為成本很高，目前市場上很少使用；聚氨酯散熱性很差。幾種材質(zhì)的優(yōu)缺點見表1。為防止金屬污染，三元材料用砂磨機(jī)的內(nèi)襯多采用氧化鋯材質(zhì)。

砂磨機(jī)內(nèi)筒材質(zhì)優(yōu)缺點對比表

轉(zhuǎn)子是砂磨機(jī)很重要的一部分，可分為盤片式、棒銷式、渦輪式等。盤片式多用于分散微米級材料，成本低，剪切力小；棒銷式剪切力大，多用于分散納米級材料；渦輪式用于低黏度物料的納米級研磨，剪切力比棒銷式小，產(chǎn)能稍低。轉(zhuǎn)子的質(zhì)料可選擇金屬、氧化鋯陶瓷、聚氨酯等幾種。

砂磨機(jī)最常出現(xiàn)的問題是機(jī)械密封泄漏、堵機(jī)、設(shè)備溫度過高等。機(jī)械密封泄漏是目前砂磨機(jī)行業(yè)內(nèi)最主要的一個故障，這跟設(shè)備的穩(wěn)定性、精密度、使用材質(zhì)關(guān)。堵機(jī)也是砂磨機(jī)在工作時經(jīng)常出現(xiàn)的一個故障，造成堵機(jī)的原因有：①漿料在預(yù)分散時沒有分散好，進(jìn)入砂磨機(jī)后堵塞分離器；②分離器規(guī)格選擇錯誤，漿料粒徑太大，分離器縫隙太小；③鋯珠質(zhì)量差，破碎后堵塞分離器等。設(shè)備溫度過高的原因可能是冷卻水的壓力太小，進(jìn)水溫度高，鋯珠填充量過大，轉(zhuǎn)速過高等。

(3)嘖霧干燥

噴霧干燥原理是在干燥塔的頂部導(dǎo)入熱風(fēng)，同時將液料送至塔頂，經(jīng)過霧化器噴成霧化顆粒，這些顆粒的表面積大，遇高溫?zé)犸L(fēng)后，水分迅速蒸發(fā)，在極短的時間內(nèi)便成干燥品，從塔底排出，其熱風(fēng)與液滴接觸后，溫度迅速降低而引起濕度增大，作為廢氣從排風(fēng)機(jī)排出。廢氣夾帶的顆粒由分離裝置收塵器回收。

(4)三元材料處理工藝實例

三元材料處理工藝實例中，以lOkg常規(guī)三元材料為原料，利用攪拌磨、砂磨機(jī)、噴霧干燥機(jī)制備出一次單晶為納米級的倍率型三元材料。噴霧造粒后的產(chǎn)品有兩種，一種是旋風(fēng)收集的產(chǎn)品，一種是噴霧塔底部收集的產(chǎn)品。我們這里將旋風(fēng)收集的產(chǎn)品命名為常規(guī)產(chǎn)品，將噴霧塔底部收集的產(chǎn)品命名為粗粉。