Стремление к ультрадисперсным и высокочистым материалам: интегрированная линия нанодиспергирования и распылительной сушки для теплопроводящих материалов сепараторов из сферического оксида алюминия повышает безопасность литиевых аккумуляторов

Home > Новости > Центр новостей > Стремление к ультрадисперсным и высокочистым материалам: интегрированная линия нанодиспергирования и распылительной сушки для теплопроводящих материалов сепараторов из сферического оксида алюминия повышает безопасность литиевых аккумуляторов

Стремление к ультрадисперсным и высокочистым материалам: интегрированная линия нанодиспергирования и распылительной сушки для теплопроводящих материалов сепараторов из сферического оксида алюминия повышает безопасность литиевых аккумуляторов

2026-07-03

На фоне стремительного роста рынка автомобилей на новой энергии безопасность аккумуляторов стала ключевым фактором развития отрасли, что соответственно стимулировало быстрое расширение рынка высокоэффективных теплопроводных материалов. Спрос на сферический оксид алюминия — основной теплопроводный наполнитель — резко вырос.

Сферический оксид алюминия, используемый в качестве теплопроводного материала для сепараторов, должен соответствовать строгим требованиям культратонкому размеру частиц (точный контроль размера) и высокой чистоте (сверхнизкое содержание примесей); это требует совместного технологического прорыва в процессах помола и сушки. Longxin Intelligent разработала интегрированную производственную линию, объединяющую высокопроизводительные стержневые наномельницы с бисерной загрузкой и высокотемпературные распылительные сушильные башни в рамках комплексного решения. Система устраняет ключевые ограничения традиционных производственных процессов, включая производительность помола, точность размера частиц, обеспечение чистоты и качество высушенного порошка.

Полный перевод статьи на английский язык

В поисках ультратонких и высокочистых материалов | Интегрированная линия нанопомола и распылительной сушки для сферических теплопроводных материалов сепараторов из оксида алюминия повышает безопасность литиевых аккумуляторов

Стремительное расширение рынка автомобилей на новой энергии ускорило развитие смежных отраслей. Управление тепловыми режимами, напрямую связанное с безопасностью людей, формирует огромный спрос на высокоэффективные теплопроводные материалы, среди которых сферический оксид алюминия является основным наполнителем с быстро растущим рыночным спросом.

Мелкодисперсный оксид алюминия служит ключевым материалом покрытия для сепараторов литий-ионных аккумуляторов. Основные материалы сепараторов — полиэтилен и полипропилен — имеют относительно низкую температуру плавления и низкую термостабильность. При повышении температуры сепараторы склонны к значительной усадке и даже разрыву, что приводит к коротким замыканиям аккумуляторов. Одностороннее или двустороннее нанесение покрытия повышает высокотемпературную стабильность сепараторов и снижает риски контакта катода и анода, возгорания и взрыва, вызванных термической усадкой. Покрытые сепараторы становятся толще, что повышает структурную стабильность и продлевает срок службы. Нанесение мелкодисперсного оксида алюминия на сепараторы тяговых аккумуляторов автомобилей на новой энергии и потребительских литиевых аккумуляторов эффективно повышает устойчивость сепараторов к термической усадке и обеспечивает безопасность аккумуляторов.

Анализ рыночного спроса: стремительный рост спроса на сферический оксид алюминия

Статистические данные рынка демонстрируют заметную тенденцию к росту потребления сферического оксида алюминия. Согласно данным Института отраслевых исследований Gaogong, в 2022 году объем мирового рынка теплопроводных порошков достиг 5,04 млрд юаней. На долю теплопроводного порошка из сферического оксида алюминия пришлось 50,8% рынка — 2,56 млрд юаней, что на 30,7% больше по сравнению с предыдущим годом. В 2022 году объем китайского рынка теплопроводного порошка из сферического оксида алюминия, являющегося ключевым потребительским рынком в мире, достиг 750 млн юаней, увеличившись на 41,5% в годовом выражении. Доля Китая на мировом рынке ежегодно растет и в 2022 году достигла 29,3%. Согласно прогнозам, к 2025 году объем китайского рынка резко увеличится до 2,1 млрд юаней, а его доля в мировом рынке вырастет до 38,9%.

За этими цифрами стоит устойчивый спрос на высококачественный сферический оксид алюминия со стороны производителей силовых аккумуляторов, электронных блоков управления, тяговых электродвигателей и зарядных станций для автомобилей на новых источниках энергии. Распространение технологий быстрой зарядки создает серьезную нагрузку на системы отвода тепла от аккумуляторов и электронных компонентов, предъявляя более строгие требования к ультрадисперсному размеру частиц и высокой чистоте сферического оксида алюминия и стимулируя переход всей отрасли на более совершенные технические стандарты.

Производство высокочистой алюмооксидной керамики: путь превращения руды в прецизионные готовые изделия

Высокочистая алюмооксидная керамика служит основой для производства высококачественных материалов на основе оксида алюминия, таких как сферический оксид алюминия. Строгое соблюдение технологических процедур напрямую определяет эксплуатационные характеристики последующих материалов. Полный технологический процесс включает четыре ключевых этапа: подготовку исходного порошка, формование заготовок, высокотемпературное спекание и прецизионную механическую обработку. На каждом этапе необходим точный контроль чистоты и дисперсности порошка.

Подготовка исходного порошка: ультрадисперсность и сверхвысокая чистота

Основная цель этого этапа — переработка исходных материалов в ультрадисперсный порошок высокой чистоты. Производство начинается с очистки боксита. Промышленный оксид алюминия (Al₂O₃), полученный по процессу Байера, смешивают со спекающими добавками, например MgO, и подают в шаровые мельницы для мокрого измельчения с использованием деионизированной воды или этанола в качестве измельчающей среды. Процесс разрушает агломераты частиц и измельчает материал до микронного или субмикронного размера, значительно увеличивая удельную поверхность порошка и его химическую реакционную способность для последующих операций.

Измельченная суспензия многократно промывается и подвергается отстаиванию с последующим разделением твердой и жидкой фаз для удаления растворимых примесей и загрязнений, образовавшихся при измельчении, что обеспечивает высокую чистоту исходного сырья. Затем проводится прокаливание при температуре 1200–1400 °C для удаления химически связанной воды и завершения превращения кристаллической фазы с образованием стабильного α-Al₂O₃. Для устранения плохой сыпучести прокаленного порошка применяются распылительная грануляция и сушка: порошок смешивается со связующими и пластификаторами до получения однородной суспензии, которая подается в башенную распылительную сушилку и распыляется на мельчайшие капли. Мгновенный контакт с горячим воздухом формирует полый сферический порошок с отличной сыпучестью, обеспечивая автоматизированное формование. Рукавные пылеуловители, установленные на участках сушки и транспортировки, улавливают и возвращают сырье в производство, снижая производственные затраты, поддерживая безопасные условия в цехе и обеспечивая соблюдение экологических требований.

Формование заготовок: индивидуальные процессы для изделий различных спецификаций

Метод формования выбирается с учетом требований к готовому изделию:

Одноосное прессование: экономичное решение для простых плоских и цилиндрических деталей;
Изостатическое прессование: равномерное всенаправленное давление передается через эластичные формы, обеспечивая изготовление высокоплотных однородных заготовок для высокоэффективных применений;
Шликерное литье: оптимально для крупных тонкостенных деталей сложной формы;
Экструзия: непрерывное производство трубчатых и стержневых изделий;
Литье под давлением: подходит для сложных трехмерных компонентов, таких как детали с внутренней резьбой и роторы микротурбин, обеспечивая высокую производительность и стабильную точность размеров; после спекания требуется удаление связующего для устранения его остаточных компонентов.

Высокотемпературное спекание: ключевой этап уплотнения керамики

После формования заготовки нагреваются в высокотемпературных печах до 1800 °C по точно заданным температурным кривым. Механизмы переноса вещества, включая диффузию и испарение–конденсацию, формируют межчастичные перешейки, способствуя росту зерен и устранению пор. Полученная плотная высокопрочная микроструктура придает алюмооксидной керамике превосходные механические свойства и структурную стабильность.

Прецизионная механическая обработка: финишная обработка алмазным инструментом

Спеченная алюмооксидная керамика отличается чрезвычайно высокой твердостью и незначительной усадочной деформацией. Для обработки плоских поверхностей, наружных цилиндрических поверхностей, внутренних отверстий и сложных профилей используются алмазные шлифовальные круги и головки с гальваническим или спеченным абразивным слоем. Это позволяет достигать микронной точности размеров, геометрических допусков и качества поверхности, необходимых для ответственных применений премиум-класса.

Дуальная технологическая система: высокопроизводительная штифтовая наномельница для бисерного помола и высокотемпературная башенная распылительная сушилка для производства ультрадисперсного сферического оксида алюминия высокой чистоты

Строгие требования к ультрадисперсному размеру частиц и сверхнизкому содержанию примесей в сферическом оксиде алюминия для сепараторов требуют совместных инноваций в процессах измельчения и сушки. Интегрированная производственная линия Longxin Intelligent, объединяющая высокопроизводительные штифтовые наномельницы для бисерного помола и высокотемпературные башенные распылительные сушилки, представляет собой индивидуальное комплексное решение, полностью устраняющее традиционные ограничения по производительности измельчения, контролю размера частиц, защите чистоты и качеству высушенного порошка.

Преимущества высокопроизводительной штифтовой наномельницы для бисерного помола

Измельчительный агрегат устраняет недостатки традиционного оборудования: низкую производительность, широкий гранулометрический состав и риск загрязнения примесями:

Композитный ротор с турбинными штифтами перемещает материал по трехмерной траектории, сочетающей окружной вихревой поток и радиальное ударное воздействие. В сочетании с циркониевыми мелющими телами размером 0,3–0,5 мм тройное воздействие сдвига, столкновения и сжатия постепенно измельчает частицы. Значение D50 сферического оксида алюминия стабильно поддерживается в диапазоне от 100 нм до 2 мкм, а распределение частиц по размерам является более узким по сравнению со среднеотраслевым показателем, что идеально соответствует требованиям к ультрадисперсным порошкам для нанесения покрытий на сепараторы.
Бесcитовая центробежная система сепарации исключает контакт материала с металлическим ситом, ограничивая содержание металлических примесей до чрезвычайно низкого уровня и гарантируя высокую чистоту оксида алюминия. Она также предотвращает засорение сита высоковязкой суспензией или волокнистыми загрязнениями, увеличивая продолжительность непрерывной работы в несколько раз по сравнению с традиционным оборудованием и значительно повышая производительность.

Преимущества высокотемпературной башенной распылительной сушилки

Сушильная башня обрабатывает ультрадисперсную суспензию после измельчения, сохраняя характеристики частиц и одновременно улучшая сыпучесть порошка:

Оптимизированное распределение горячего воздуха и сверхвысокоскоростное распыление превращают суспензию в однородные микрокапли, которые мгновенно высыхают при контакте с горячим воздухом, образуя полый сферический порошок. Процесс сохраняет ультрадисперсный размер частиц, достигнутый при измельчении, и устраняет типичные проблемы агломерации ультрадисперсного порошка и плохой сыпучести, обеспечивая автоматическую подачу и равномерное нанесение покрытия на последующих этапах производства сепараторов.
Новый автономный импульсный рукавный пылеуловитель с термостойкими фильтровальными рукавами и системой защиты холодным воздухом улавливает более 99% ультрадисперсного сферического порошка оксида алюминия без внесения вторичных загрязнений в процессе сушки, дополнительно укрепляя преимущество продукта по чистоте.

Высокопроизводительная штифтовая наномельница Longxin для бисерного помола: технические характеристики обеспечивают превосходную эффективность измельчения

В качестве основного измельчительного оборудования мельница объединяет собственные инновационные решения в области конструкции, износостойких материалов и интеллектуального управления, обеспечивая надежную ультратонкую переработку сферического оксида алюминия.

Модульный измельчительный узел в сочетании с усовершенствованной системой бесcитовой сепарации устраняет ограничения традиционной интегрированной конструкции, объединяющей измельчение и сепарацию.
Компоненты турбинного ротора со штифтами изготовлены из карбида вольфрама твердостью HRC 90 и имеют специальные поверхностные покрытия. При частоте вращения 1200–1800 об/мин поддерживается равномерное распределение плотности энергии, что предотвращает локальное переизмельчение и агломерацию частиц и обеспечивает стабильный размер частиц сферического оксида алюминия.
Измельчительная камера изготовлена из карбида кремния твердостью HV 1800+ и отличается исключительной износостойкостью и теплопроводностью. Срок ее службы в пять раз превышает срок службы камеры из нержавеющей стали, а теплопроводность в три раза выше. В сочетании с охлаждением рубашки это обеспечивает стабильную рабочую температуру и предотвращает фазовое превращение или окисление сферического оксида алюминия в процессе измельчения, гарантируя стабильные характеристики продукта.
Интеллектуальная система управления выполняет функцию операционного мозга оборудования. Оснащенная модулями ПЛК и датчиками температуры, давления и расхода в режиме реального времени, она непрерывно собирает ключевые технологические параметры и автоматически регулирует частоту вращения ротора и подачу сырья с помощью встроенных алгоритмов. Если размер частиц отклоняется от заданных значений, частота вращения автоматически оптимизируется для стабилизации характеристик частиц. Мельница поддерживает подключение к системе MES, формируя полностью замкнутый контур онлайн-мониторинга, регулирования в реальном времени и прослеживаемости данных для гибкого производства различных продуктов малыми партиями. Предварительно сохраненные технологические рецептуры для разных партий оксида алюминия значительно сокращают время переналадки при смене продукта.
Высокая экономическая эффективность благодаря снижению энергопотребления и затрат на обслуживание: превосходная теплопередача в камере из карбида кремния устраняет необходимость в дополнительных теплообменниках и сокращает удельное энергопотребление более чем на 20% по сравнению с традиционными мельницами. Высокоэффективные циркониевые мелющие тела малого диаметра снижают расход мелющей среды на 15% при одинаковой производительности. Долговечные износостойкие компоненты уменьшают ежегодные затраты на обслуживание на 30%, обеспечивая производителям значительный экономический эффект.

Высокотемпературная башенная распылительная сушилка: продуманная конструкция обеспечивает превосходное качество высушенного порошка

Разработанная специально для сушки суспензии сферического оксида алюминия, башня оснащена комплексными техническими усовершенствованиями в области распределения горячего воздуха, распыления, охлаждения и улавливания пыли, что позволяет сохранять ультрадисперсный размер частиц, высокую чистоту и отличную сыпучесть готового порошка оксида алюминия.

Гидродинамическое моделирование CFD оптимизирует систему распределения горячего воздуха. На основе смоделированных схем движения горячего воздуха внутри башни уточняются геометрия воздуховодов и углы входа потока, благодаря чему внутри башни формируется равномерное стабильное вихревое поле. Полный контакт распыленных капель с горячим воздухом предотвращает локальный перегрев, вызывающий спекание или деградацию частиц, и обеспечивает равномерное содержание влаги во всем объеме порошка в соответствии со строгими требованиями к сушке материалов для покрытий сепараторов.
Полностью разработанные собственными силами сверхвысокоскоростные центробежные распылители обеспечивают надежную работу при частоте вращения от 15 000 до 25 000 об/мин. Суспензия распыляется на однородные капли размером 5–50 мкм, что гарантирует стабильный размер частиц порошка после сушки и устраняет крупные примеси. Прецизионная динамическая балансировка минимизирует вибрацию и вероятность отказов, обеспечивая более высокую стабильность непрерывной работы по сравнению с аналогичным промышленным оборудованием.
Сменные распылительные диски поддерживают различные технологические требования: плоские диски подходят для суспензий низкой вязкости и позволяют получать мелкодисперсный порошок; турбинные диски повышают эффективность распыления сырья средней и высокой вязкости. Несколько вариантов дисков расширяют технологическую гибкость при работе с различными марками и партиями сферического оксида алюминия.
Комбинированная система масляно-воздушного охлаждения стабилизирует работу при высоких температурах: масляный контур быстро отводит тепло от шпинделя распылителя, а вспомогательное воздушное охлаждение поддерживает рабочую температуру распылителя ниже 80 °C. Система управления в режиме реального времени контролирует частоту вращения и температуру распылителя, вибрацию, а также температуру и давление внутри башни. При обнаружении отклонений автоматически подаются аварийные сигналы и корректируются параметры, что предотвращает термические повреждения оборудования и обеспечивает непрерывное производство.
Современные автономные импульсные рукавные фильтры повышают эффективность улавливания и чистоту порошка: оптимизированная с помощью CFD структура газового потока устраняет застойные зоны, а устойчивые к температуре до 300 °C фильтровальные рукава из ПТФЭ улавливают более 99% ультрадисперсного порошка оксида алюминия. Воздушная завеса холодного воздуха защищает рукава от прямого контакта с высокотемпературным газом и продлевает срок их службы. Автономная регенерация импульсной продувкой позволяет обслуживать фильтры без остановки производства, поддерживая непрерывный выпуск продукции и исключая перекрёстное загрязнение при очистке для сохранения чистоты оксида алюминия.

Комплексные многомерные энергосберегающие технологии: Longxin Intelligent разрабатывает высокоэффективные низкоэнергозатратные системы распылительной сушки

Оптимизация энергопотребления высокотемпературных распылительных сушильных башен основана не на простом сложении разрозненных технологий, а на глубокой интеграции термодинамики, гидрогазодинамики, автоматизации и переработки материалов. В интегрированной производственной линии измельчения и сушки Longxin Intelligent внедряет энергосберегающие решения на всех этапах — от разработки оборудования и согласования технологического процесса до интеллектуального управления. Это позволяет сочетать высокую производительность с низким энергопотреблением и устанавливать новые стандарты экологичного производства высококачественного порошка оксида алюминия.

Управление энергией горячего воздуха для повышения тепловой эффективности
- Оптимизация разницы температур на входе и выходе: максимальное повышение температуры входящего воздуха в пределах, допустимых для влажности порошка, сокращает необходимый объём горячего воздуха.
- Система рекуперации отходящего тепла: высокотемпературный отработанный газ сохраняет 10–20% технологического тепла, которое утилизируется с помощью стандартных воздуховоздушных теплообменников или модулей предварительного нагрева с рециркуляцией отработанного газа. Рекуперированное тепло предварительно нагревает свежий воздух, снижая нагрузку на основной нагреватель, а также нагревает исходную суспензию до 40–60 °C, уменьшая её вязкость и улучшая качество распыления.
Точный контроль технологических параметров снижает энергопотребление на исходном этапе
- Повышенное содержание твёрдой фазы в исходном продукте: увеличение концентрации твёрдой фазы в суспензии с 30% до 45–50% сокращает объём испарения почти на 30% и напрямую снижает энергопотребление более чем на 20%. Наношаровые мельницы Longxin обеспечивают получение суспензии с высоким содержанием твёрдой фазы и низкой вязкостью, что позволяет подавать сырьё высокой концентрации.
- Интеллектуальное согласование параметров распыления: центробежные распылители с частотно-регулируемым приводом динамически изменяют частоту вращения в зависимости от свойств суспензии, обеспечивая равномерный размер капель и предотвращая вторичную сушку крупных капель или потери мелкодисперсного порошка. Стабильное распыление сокращает продолжительность сушки и исключает потери тепловой энергии.
Стабильная непрерывная подача

Высокоточные винтовые насосы в сочетании с замкнутым контуром регулирования расхода по PID устраняют колебания температуры, вызванные нестабильной подачей сырья, поддерживают стабильное температурное поле внутри башни и предотвращают повторные циклы нагрева.

4. Оптимизированная конструкция оборудования и системная архитектура

Высокоэффективное улавливание пыли с автономной импульсной регенерацией обеспечивает выход порошка более 99%; сокращение потерь материала снижает удельное энергопотребление на единицу продукции. Автоматическая регулярная очистка от пыли стабилизирует перепад давления в системе и уменьшает энергопотребление вентилятора дымососа.

5. Интеллектуальная система управления обеспечивает динамическую экономию энергии

Трёхмерный мониторинг температурного поля: многоточечные датчики температуры, установленные на входе воздуха, в зоне сушки и на выходе, в режиме реального времени формируют модели распределения температуры.
Адаптивная настройка параметров алгоритма: система автоматически регулирует температуру входящего воздуха, частоту вращения распылителя и объём отработанного воздуха с учётом концентрации сырья и температуры/влажности окружающей среды, поддерживая работу в точке минимального эффективного энергопотребления.
Хранение рецептур и переключение одним нажатием: система заранее задаёт оптимальные кривые сушки для сферического оксида алюминия, бемита, активированного оксида алюминия и других материалов, исключая потери энергии из-за проб и ошибок при настройке процесса.

Интеллектуальные производственные линии стимулируют промышленную модернизацию: ультрадисперсный высокочистый сферический оксид алюминия повышает безопасность литиевых аккумуляторов

Интегрированная линия Longxin Intelligent для измельчения и сушки сферического оксида алюминия, оснащённая высокопроизводительными штифтовыми наношаровыми мельницами и высокотемпературными распылительными сушильными башнями, представляет собой гораздо больше, чем простое сочетание оборудования. Благодаря согласованию технологических процессов и интеллектуальному управлению на всех этапах она обеспечивает стабильное получение ультрадисперсного высокочистого порошка оксида алюминия, который используется в качестве ключевого теплопроводящего материала для сепараторов и принципиально повышает безопасность литиевых аккумуляторов на уровне исходного сырья.

Преимущества эксплуатационных характеристик продукции

Сферический оксид алюминия, производимый на этой линии, отличается стабильным размером частиц D50 и узким распределением частиц по размерам. Он равномерно диспергируется в суспензии для нанесения покрытия на сепаратор, формируя плотный слой покрытия с высокой теплопроводностью. Покрытие предотвращает короткие замыкания, вызванные разрывом сепаратора, а высокая теплопроводность сферического оксида алюминия ускоряет отвод тепла во время работы аккумулятора, снижая локальный перегрев и риск возгорания и взрыва.

2. Преимущества производительности и себестоимости

Линия обеспечивает полностью непрерывное производство сферического оксида алюминия. Высокопроизводительная штифтовая наношаровая мельница перерабатывает сотни литров в час, повышая производительность в 2–3 раза по сравнению с традиционным оборудованием. Согласованная производительность высокотемпературной распылительной башни обеспечивает бесшовную интеграцию процессов измельчения и сушки, увеличивая суточный выпуск одной линии более чем на 30% по сравнению с периодическими производственными системами. Низкое энергопотребление и минимальные затраты на техническое обслуживание снижают себестоимость сферического оксида алюминия на 15–20%, помогая производителям укреплять конкурентоспособность без ущерба для качества продукции.

Технологические инновации устанавливают новые стандарты производства керамического порошка на основе оксида алюминия

В будущем электромобили будут развиваться в направлении увеличения запаса хода и ускорения зарядки, что повысит требования к характеристикам теплопроводящих материалов для сепараторов. Longxin Intelligent продолжит углублять исследования и разработки в области нанодиспергирования и сушки: создавать более износостойкие материалы для рабочих камер мельниц, повышать точность интеллектуальных алгоритмов управления и расширять многомашинные безлюдные производственные линии. Мы будем постоянно расширять возможности контроля размера частиц и чистоты сферического оксида алюминия, предлагая более эффективные решения для производства исходных материалов, повышая безопасность литиевых аккумуляторов и способствуя качественному развитию отрасли новой энергетики.

Как профессиональный производитель оборудования и поставщик технических услуг для продуктов из рафинированного оксида алюминия, включая сферический оксид алюминия, керамический порошок на основе оксида алюминия, ультрадисперсный гидроксид алюминия, бемит, активированный оксид алюминия, нанооксид алюминия, высокочистый оксид алюминия и гранулированный порошок оксида алюминия, Longxin Intelligent строит стратегию развития на модернизации продукции за счёт технологий. Наши интегрированные интеллектуальные линии измельчения и сушки поставляют клиентам по всему миру высокостабильное оборудование и индивидуальные решения для производства рафинированного оксида алюминия. Мы рассчитываем на сотрудничество с промышленными партнёрами для развития технологий рафинированного оксида алюминия и поддержки инноваций в секторах новой энергетики, электроники, медицины и других высокотехнологичных отраслях.