Application de billes de broyage de zircone dans la production de matières premières pour batteries au lithium

1.Médias de broyage

À mesure que les exigences de finesse de la poudre deviennent de plus en plus élevées, les équipements de broyage de poudre ultrafine tels que les broyeurs à agitation, les broyeurs à sable et les broyeurs à vibration à grande vitesse jouent un rôle de plus en plus important. Dans l’utilisation d’équipements de broyage ultra-fin, le choix des supports de broyage est un enjeu très important, qui détermine le coût et l’efficacité du processus de broyage et la qualité du matériau après broyage.

Le matériau, la densité, la dureté, la taille, la forme, le taux de remplissage, la méthode de production et la granulométrie des supports de broyage ont une grande influence sur le processus de broyage.

Le matériau de la boule de broyage détermine le coût et l’efficacité du processus de broyage. La différence de composition chimique des supports de broyage détermine la différence dans la structure cristalline des supports de broyage, qui à son tour détermine les différentes résistances à la compression et à l’usure des supports de broyage, et la différence de teneur en composition chimique détermine la densité et la dureté des médias de broyage.

L’usure des supports de broyage et la longueur du temps de broyage ont un impact direct sur la pureté du produit. L’usure et la rupture de la bille du média de broyage entraîneront la perte du média de broyage, augmentant ainsi le coût du processus de broyage ; La poudre fine produite par les médias de broyage dans le processus de broyage sera distribuée dans le produit, ce qui affectera la qualité du produit.

La densité et la dureté de la boule de broyage jouent un rôle important dans l’efficacité du broyage :
densité plus élevée des médias, efficacité de broyage plus élevée; dureté plus élevée et abrasion plus faible, ce qui assurera la pureté du produit; sous la condition de gravité spécifique et de viscosité de la suspension, la densité et la dureté des supports de broyage ne sont pas plus élevées, mieux c’est. Une densité et une dureté trop élevées entraîneront non seulement des coûts élevés, mais également une série d’effets indésirables.

Il existe des types de supports de broyage sur le marché, notamment des billes de verre, des billes de silicate de zirconium, des billes d’acier, des billes d’alumine et des billes de zircone. Différentes boules de médias de broyage ont de très grandes différences dans le processus de broyage. Dans la production réelle, des billes de broyage appropriées doivent être sélectionnées pour optimiser le processus de production, améliorer l’efficacité du broyage, réduire autant que possible les pertes de broyage et assurer la stabilité de la qualité du produit.

2.Perles en céramique de zircone

Zirconia ceramic beads, ceramic grinding media
Zirconia ceramic beads, ceramic grinding media

2.1 Introduction aux perles en céramique de zircone

Les perles en céramique de zircone sont constituées de micron et sous-nano zircone et d’oxyde d’yttrium comme matières premières. Ils sont utilisés pour le broyage ultra-fin et la dispersion de matériaux nécessitant une “pollution zéro” et une viscosité et une dureté élevées, tels que les céramiques électroniques, les matériaux magnétiques, la zircone, l’oxyde de silicium, le silicate de zirconium, le dioxyde de titane, les aliments médicaux, les pigments, les colorants , encre, industrie chimique spéciale.

2.2 Type de billes en céramique de zircone

Il existe de nombreux types de billes de céramique zircone, mais seules les billes suivantes conviennent aux rectifieuses : billes de zircone stabilisée à l’yttrium, billes de zircone stabilisée au cérium, billes de zirconium 80% et billes de silicate de zirconium.

2.2.1 Billes de zircone stabilisée à l’yttrium

La teneur en oxyde de zirconium de telles billes de zirconium est d’environ 95%, elles sont également appelées “95 zircone” ou “perles de zircone pure”. Il utilise de l’oxyde d’yttrium comme stabilisant et utilise des matières premières de haute blancheur et de grande finesse pour garantir l’absence de polluants. De telles billes de céramique de zircone conviennent aux moulins à sable.

2.2.2 Billes de zircone stabilisée au cérium

La teneur en oxyde de zirconium de ce type de billes de zircone est d’environ 80%, les billes de zircone stabilisée au cérium ont la densité la plus élevée parmi toutes les billes de céramique de zircone, elles sont particulièrement adaptées au polissage.

2.2.3 80% de billes de zircone

La teneur en oxyde de zirconium de 80 billes de zircone est d’environ 80%, elle est donc également appelée “80 zircone”. Il a de meilleures caractéristiques de broyage et un rapport coût-efficacité élevé. Il a été largement utilisé dans de nombreuses industries.

2.2.4 Billes de silicate de zirconium

La teneur en zircone des billes de silicate de zirconium est d’environ 65%, elle est donc également appelée “65 zirconium”. La densité et la dureté moyennes conviennent au broyage de boues de viscosité moyenne et faible.

2.3 L’utilisation correcte des perles en céramique de zircone

2.3.1 Essayez d’éviter d’allumer la rectifieuse à sec, ce qui entraînerait une perte inutile de billes et d’accessoires ;
2.3.2 Différents types de perles de différents fournisseurs ne peuvent pas être utilisés ensemble ;
2.3.3 Essayez d’éviter d’utiliser ensemble des perles en céramique de zircone de différentes tailles ;
2.3.4 Le moulin à sable doit être vérifié régulièrement et les billes de céramique de zircone doivent être tamisées et ajoutées régulièrement.

3.Broyage des matières premières de la batterie au lithium

3.1 L’application de billes de zircone dans le broyage des matières premières des batteries au lithium

Face à un problème environnemental de plus en plus graves, les véhicules électriques ont accéléré leur popularité et les batteries électriques (batteries au lithium) sont devenues l’une des principales industries qui favorisent la croissance économique mondiale. L’amélioration continue de la durée de vie de la batterie et des performances de sécurité des batteries électriques nécessite que le processus de fabrication de la batterie commence à partir du matériau source et que le processus de broyage des matériaux clés soit plus strictement contrôlé.

Les composés de lithium utilisés dans les batteries au lithium ont des exigences spécifiques en matière de distribution de la taille des particules, et une poudre de lithium ultrafine est nécessaire pour améliorer les performances de la batterie.

En tant que représentant de la dernière génération de supports de broyage ultra-fins et ultra-purs, les billes de zircone ont été utilisées ces dernières années dans l’ingénierie de broyage du phosphate de fer lithium, des matériaux composites de carbone et des matériaux d’anode de batterie au lithium en raison de leurs excellentes performances.

Qu’il s’agisse de graphite, de graphène, de phosphate de fer lithium ou de matériaux ternaires, ils sont tous utilisés dans l’industrie des batteries de puissance sous forme de particules. La densité énergétique de la batterie est également étroitement liée à la préparation des particules de ces matières premières. La distribution de la taille des particules détermine les performances des matériaux de la batterie, et les matériaux de la batterie ont des exigences strictes en matière de taille des particules.

Les billes de broyage en zircone sont des milieux de broyage à haute densité, haute résistance, haute ténacité, bonne résistance à l’usure et longue durée de vie, ce qui peut aider à réaliser le nano-broyage et la dispersion des matériaux de batterie d’alimentation.

3.2 Caractéristiques des billes de broyage en zircone

Résistant à la corrosion acide, alcaline et saline, résistance à haute température, matériaux non conducteurs, non magnétiques et non polluants;
Bonne sphéricité, surface lisse et facile à nettoyer;
Densité plus élevée, résistance mécanique plus élevée, résistance aux chocs que celle des autres supports de broyage en céramique et fonctionnement à grande vitesse sans rupture ;
Bonne résistance à l’usure, 30 à 50 fois celle des billes de verre et environ 8 fois celle des billes de silicate de zirconium ;
Efficacité de broyage élevée, 10 à 12 fois supérieure à celle des billes de verre et 4 à 6 fois supérieure à celle des billes de silicate de zirconium, ce qui peut augmenter la teneur en solides de la suspension ou augmenter le flux de matériau ;
Il est 23% plus léger que les billes d’acier, ce qui réduit la force centrifuge, le roulement et l’usure sur le chemin de roulement lorsque le roulement fonctionne à grande vitesse et accélération ;
La gravité spécifique est de 6,05 g/cm3, la gravité est plus élevée, l’efficacité de broyage sera plus élevée.

3.3 Les avantages des billes de broyage en zircone dans le broyage de matériaux clés pour les matériaux de batteries au lithium

3.3.1 Convient pour une large gamme de matériaux

Les billes de broyage en céramique de zircone conviennent au broyage ultra-fin et ultra-faible abrasion des matières premières dans l’industrie des batteries au lithium telles que le phosphate de fer au lithium et ses précurseurs, le titanate de lithium, les anodes de carbone de silicium, les nanotubes de carbone, le graphite, le graphène, les diaphragmes en céramique de batterie au lithium , et des diaphragmes en alumine.

3.3.2 Nano-broyage haute pureté et haute uniformité

Les billes de broyage en zircone peuvent non seulement rendre le matériau uniforme, mais également broyer le matériau au niveau nano, ce qui peut résoudre le broyage pur de matériaux ultra-durs et améliorer considérablement les performances des matières premières pour les batteries électriques.

3.3.3 Large gamme de tailles

Les billes de broyage en zircone sont disponibles dans une variété de tailles. L’abrasion de qualité PPM résout le problème de la contamination croisée des matériaux de la batterie pendant le broyage. La diversité des billes de zircone les rend adaptées au traitement des matériaux de batterie, du broyage grossier au broyage fin.

3.3.4 Réduire les coûts et améliorer l’efficacité

La haute densité des billes de broyage en céramique de zircone peut améliorer efficacement l’efficacité du broyage, réduire le temps de broyage des matériaux et les temps de cycle, améliorer l’efficacité de la production et réduire considérablement les coûts globaux tels que les pertes de matériaux, la consommation d’énergie, la main-d’œuvre et l’équipement.

En plus du broyage fin des matières premières des batteries, les billes de céramique de zircone sont également utilisées dans le processus de broyage et de dispersion ultra-fins de matériaux qui nécessitent une “pollution zéro” et une viscosité et une dureté élevées, telles que: suspension électronique, poudre de céramique électronique , matériaux magnétiques, zircone, oxyde de silicium, acide silicique Zirconium, dioxyde de titane, minéraux non métalliques, peintures, pigments et colorants, encres, encres, calcium lourd, dioxyde de titane, pesticides, matières premières alimentaires et médicales, produits chimiques spéciaux, etc. sont traités dans des moulins à sable, des broyeurs à éplucher, des broyeurs à boulets agités, des broyeurs à boulets à rouleaux, etc.

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