در صنعت پررونق انرژی های جدید امروزی، عملکرد مواد باتری به طور مستقیم آینده فناوری های ذخیره سازی و تبدیل انرژی را تعیین می کند. چه مواد الکترود مثبت و چه منفی باتری‌های لیتیومی- یا الکترولیت‌های حالت جامد لبه برش، اندازه ذرات، یکنواختی توزیع و ساختار کریستالی آنها نقش تعیین‌کننده‌ای در ظرفیت باتری، عمر چرخه و ایمنی دارد.آسیاب های گلوله ای سیاره ایبه عنوان تجهیزات کلیدی برای اختلاط، آسیاب ریز، آماده‌سازی نمونه‌های کوچک-، پراکندگی نانومواد، و توسعه محصول جدید، به ابزاری ضروری و ایده‌آل برای مؤسسات تحقیقاتی، دانشگاه‌ها و آزمایشگاه‌های شرکتی در سراسر جهان در زمینه تحقیقات مواد باتری تبدیل شده‌اند.
اصل کار آسیاب گلوله ای
آسیاب گلوله ای سیاره ای به طور خاص برای پودر کردن، آسیاب کردن، و پراکندگی فلزات، غیر{0}}فلزات، مواد آلی، طب سنتی چینی و سایر پودرها طراحی شده است و به ویژه برای تحقیقات آزمایشگاهی مناسب است. اصل کار آن از چرخش با سرعت بالا-ماده ساینده و نمونه در شیشه آسیاب استفاده می‌کند تا اثرات برشی، ضربه‌ای و خرد کردن قوی ایجاد کند و در نتیجه به پودر شدن، آسیاب کردن، پراکندگی و امولسیون شدن مواد دست یابد. این تجهیزات مجهز به چهار شیشه سنگ زنی است که روی یک میز چرخان نصب شده اند. هنگامی که میز گردان می چرخد، هر کوزه سنگ زنی حول محور میز گردان می چرخد و به طور همزمان حول محور خود می چرخد و حرکت سیاره ای را تشکیل می دهد. در داخل ظرف، توپ های آسیاب با سرعت زیاد با یکدیگر برخورد می کنند و نمونه را آسیاب و مخلوط می کنند. در مقایسه با روش‌های سنتی سنگ‌زنی، حرکت سیاره‌ای راندمان آسیاب را چندین برابر افزایش می‌دهد و مواد را قادر می‌سازد تا کمتر از 0.1 میکرومتر (100 نانومتر) تصفیه شوند. این قابلیت پودر کردن و اختلاط فیزیکی بسیار کارآمد، کاملاً نیازهای سختگیرانه مواد باتری را برای اندازه ذرات بسیار ریز{10}، همگن‌سازی و فعال‌سازی رابط برآورده می‌کند.
توپ های سنگ زنی از موادی از جمله فولاد ضد زنگ، نایلون، پلی پروپیلن، پلی اتیلن فوق-چگالی بالا، پلی تترافلوئورواتیلن (PTFE)، پلی اورتان، کوراندوم، اکسید زیرکونیوم، عقیق و کاربیدها ساخته شده اند. بسته به ویژگی های ماده ای که آسیاب می شود، می توان روش های مختلف آسیاب را انتخاب کرد، مانند آسیاب خشک، آسیاب مرطوب، آسیاب خلاء، آسیاب برودتی و سنگ زنی با گاز بی اثر. این تجهیزات به خوبی می تواند الزامات پارامترهای مختلف فرآیند را برآورده کند. در همین حال، به دلیل مزایای آن مانند تولید دسته ای کوچک، مصرف کم انرژی و هزینه کم، به تجهیزات ترجیحی برای مدارس، مؤسسات تحقیقاتی و شرکت هایی تبدیل شده است که در فرآیندهای پودرسازی، مواد جدید و تحقیقات پوشش مشغول هستند. به طور گسترده ای در زمین شناسی، مواد معدنی، متالورژی، الکترونیک، مصالح ساختمانی، سرامیک، مواد شیمیایی، صنایع سبک، پزشکی، زیبایی و زمینه های حفاظت از محیط زیست استفاده می شود.
مزایای کاربرد در طراحی مواد باتری
آسیاب‌های گلوله‌ای سیاره‌ای کاربردهای بسیار گسترده‌ای در زمینه باتری دارند و تحقیقات و آماده‌سازی مواد از مواد سنتی تا-نسل جدید-مواد جدید را پوشش می‌دهند. به طور خاص، مزایای کاربرد آن در جنبه های زیر منعکس می شود:
پالایش مواد کاتدی:برای مواد کاتدی هسته مانند فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4)، مواد سه تایی (NCM/NCA)، اکسید لیتیوم کبالت و اکسید لیتیوم منگنز، آسیاب‌های گلوله‌ای را می‌توان برای پودر کردن پودرها تا سطح زیر میکرون استفاده کرد که به طور قابل‌توجهی سطح ویژه ماده را افزایش می‌دهد و در نتیجه فعالیت انرژی الکتریکی را افزایش می‌دهد. به طور همزمان، همچنین می تواند به طور موثر اختلاط و پوشش یکنواخت مواد خام کاتدی مختلف را تکمیل کند.
بهینه سازی و پراکندگی مواد آند:در تهیه مواد آندی مانند گرافیت و کربن سخت، آسیاب گلوله ای می تواند به طور موثری اندازه ذرات را کاهش دهد، عملکرد پراکندگی آنها را در دوغاب بهبود بخشد و از تجمع آنها جلوگیری کند. برای مواد جدید{1}}آندی با ظرفیت بالا مانند مواد مبتنی بر سیلیکون-، آسیاب گلوله ای یک فرآیند کلیدی برای دستیابی به اندازه نانو-و کاهش اثرات افزایش حجم است.
پیشرفت‌ها در-الکترولیت‌های حالت جامد و مواد جدید:باتری‌های{0}حالت جامد، که نسل بعدی فناوری باتری در نظر گرفته می‌شوند، به مواد اصلی-مانند الکترولیت‌های جامد مبتنی بر سرامیک-مثل LLZO و LATP{3}} نیاز دارند که به ظرافت و فعالیت پودر بسیار بالایی نیاز دارند. آسیاب‌های گلوله‌ای سیاره‌ای می‌توانند این مواد سخت و شکننده را به‌طور مؤثری پالایش کنند، فعالیت تماس بین ذرات را افزایش داده و پایه‌ای را برای آماده‌سازی غشاهای الکترولیتی-با عملکرد جامد-با عملکرد بالا ایجاد کنند.
تراکم{0}}عوامل رسانا:با توجه به چالش تراکم عوامل رسانا مانند کربن سیاه و نانولوله های کربنی (CNT)، آسیاب های گلوله ای از نیروی برشی قدرتمند خود برای پراکندگی فیزیکی آنها استفاده می کنند و از تشکیل یک شبکه رسانای یکنواخت در دوغاب الکترود اطمینان حاصل می کنند.
انتخاب یک آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای با کارایی بالا-گامی مهم در تضمین تجاری‌سازی موفقیت‌آمیز نتایج تحقیقات مواد باتری است. مصرف ACEY-MPM-2Lآسیاب گلوله ای سیاره ای با انرژی بالابه عنوان مثال، مزایای آن عبارتند از اندازه فشرده، نویز کم، قابلیت کنترل قوی، و آسیاب سریع و ریز، که آن را برای پردازش نمونه سریع و کارآمد در آزمایشگاه ایده آل می کند. طراحی انتقال دنده آن بر کاستی های انتقال تسمه سنتی، مانند لغزش آسان و سرعت ناپایدار، غلبه می کند و تکرارپذیری و قابلیت اطمینان بالای نتایج تجربی را تضمین می کند.