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、噴霧干燥機。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

砂磨機具有高效分散作用和超細研磨作用，是制備超細研磨、納米研磨的主要設(shè)備。臥式砂磨機主要組成部分有：主機、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，三元材料用砂磨機的內(nèi)襯多采用氧化鋯材質(zhì)。

砂磨機內(nèi)筒材質(zhì)優(yōu)缺點對比表

轉(zhuǎn)子是砂磨機很重要的一部分，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。

砂磨機最常出現(xiàn)的問題是機械密封泄漏、堵機、設(shè)備溫度過高等。機械密封泄漏是目前砂磨機行業(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)。堵機也是砂磨機在工作時經(jīng)常出現(xiàn)的一個故障，造成堵機的原因有：①漿料在預(yù)分散時沒有分散好，進入砂磨機后堵塞分離器；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，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，遇高溫熱風后，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，作為廢氣從排風機排出。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、噴霧干燥機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。