噴霧干燥自20世紀(jì)初歐洲開發(fā)用以脫脂牛乳的干燥技術(shù)以來，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為制藥、食品、化工、冶金等行業(yè)用于制造粉末干燥^為成功的技術(shù)。尤其是近幾年，噴霧干燥是直接將液體漿料成形為粉狀物料并在其他行業(yè)中^為廣泛應(yīng)用的干燥形式。但近幾年國內(nèi)離心式噴霧干燥技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)在含有機(jī)溶劑的電池材料干燥中仍無較大的突破，目前常州市百得干燥工程有限公司設(shè)計開發(fā)了(簡稱為百得干燥)閉式循環(huán)離心噴霧干燥機(jī)，該設(shè)備根據(jù)多年同類設(shè)備制造經(jīng)驗和閉式循環(huán)理論積累的基礎(chǔ)上，針對易燃易爆產(chǎn)品的特點(diǎn)，把防爆、安全、環(huán)保與節(jié)能等新技術(shù)進(jìn)行整合，創(chuàng)新了傳統(tǒng)離心噴霧干燥機(jī)，并擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。 

  眾所周知，不斷的提高電池能量密度，是鋰電產(chǎn)業(yè)技術(shù)研革所孜孜不倦的方向。在當(dāng)前的鋰電材料體系中，負(fù)極材料多為采用石墨材料，而當(dāng)前的石墨負(fù)極材料在提升電池能量密度方面已經(jīng)遇到明顯的瓶頸。
  與石墨負(fù)極材料相比，硅基負(fù)極材料的能量密度優(yōu)勢明顯。石墨的理論能量密度是372mAh/g，而硅負(fù)極的理論能量密度超其10倍，高達(dá)4200mAh/g。所以硅碳負(fù)極材料的應(yīng)用，可以提升電池中活性物質(zhì)含量，所以能大大提升單體電芯的容量，這也是硅碳負(fù)極材料越來越多被鋰電領(lǐng)域所關(guān)注的重要原因。
  硅碳負(fù)極材料是一種使用起來非常困難的材料。
    1）在充放電過程中會引起硅體積膨脹100%～300%，而石墨材料只有10%左右，所以硅碳負(fù)極的膨脹收縮會導(dǎo)致負(fù)極材料的粉末化，從而嚴(yán)重影響電池使用壽命；
    2）硅為半導(dǎo)體，導(dǎo)電性比石墨差很多，導(dǎo)致鋰離子脫嵌過程中不可逆程度大，從而降低了其^庫倫效率，也就是說會過多電解液和Li+源，其直接效應(yīng)也是使電池循環(huán)壽命變差。所以硅碳負(fù)極的開發(fā)和應(yīng)用需要較高的技術(shù)壁壘。

       針對硅碳負(fù)極材料在常規(guī)干燥工藝中存在的問題：硅碳得不到分散，干燥時間長;當(dāng)物料量大時，所需的設(shè)備容積較大;工人勞動強(qiáng)度大，需定時將物料裝卸或翻動，粉塵飛揚(yáng)，環(huán)境污染嚴(yán)重;熱效率低，一般在60%左右;產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等。百得干燥開發(fā)的閉路循環(huán)噴霧干燥機(jī)作為含有機(jī)溶劑料液干燥生產(chǎn)中較為理想的新選擇。新工藝可以明顯降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了工人的勞動強(qiáng)度，保護(hù)了環(huán)境。

閉式循環(huán)離心噴霧干燥機(jī)   工作原理
       作為有機(jī)溶劑類料漿干燥的專用設(shè)備，氮?dú)忾]路循環(huán)噴霧干燥機(jī)是由氮?dú)庾鳛楦稍镅h(huán)氣體，干燥過程物料可以防止氧化、同時能夠回收有機(jī)溶劑，適用于乙醇、丙酮、己烷等有機(jī)溶劑類制備料漿的粉體干燥，設(shè)備采用防爆設(shè)計，干燥過程安全環(huán)保。
       防爆型閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)是在密閉的環(huán)境下工作，干燥介質(zhì)為惰性氣體，一般為N2，適用于有機(jī)溶劑的物料干燥有毒氣的物料或干燥過程中易發(fā)生氧化的物料的干燥。氮?dú)饨?jīng)加熱器加熱后進(jìn)入干燥塔，液體物料經(jīng)螺桿泵輸送至離心噴頭處，液體被高速旋轉(zhuǎn)的離心霧化器霧化成液滴，在干燥塔內(nèi)完成熱質(zhì)交換過程，被干燥后的粉狀物料從塔底排出，被蒸發(fā)的有機(jī)溶劑氣體在風(fēng)機(jī)的作用下，把夾在氣體中的粉塵通過旋風(fēng)分離器、噴淋塔除塵后，飽和的有機(jī)溶劑氣體經(jīng)冷凝器冷凝成液體排出冷凝器，不凝性氣體介質(zhì)被連續(xù)加熱后作為干燥載體在系統(tǒng)內(nèi)重新循環(huán)使用。而常規(guī)的普通的離心噴霧干燥是通過不斷的送風(fēng)、排風(fēng)達(dá)到排濕的目的，這也是防爆型閉式離心噴霧干燥設(shè)備與普通離心噴霧干燥設(shè)備的一個明顯區(qū)別。

閉式循環(huán)離心噴霧干燥機(jī)   工藝流程圖

硅碳負(fù)極材料閉式循環(huán)離心噴霧干燥機(jī)   主要特點(diǎn)
    (1) 封閉系統(tǒng)各管道的連接采用獨(dú)特的密封結(jié)構(gòu)，密閉性好，可確保系統(tǒng)在0.5MPa的壓力下無泄漏，熱效率高；
    (2) 采用惰性的氮?dú)鉃楦稍锝橘|(zhì)氣體，防毒、防氧化、防爆炸，氣體經(jīng)載濕、去濕后可重復(fù)循環(huán)使用；
    (3) 系統(tǒng)中配有干燥料液的溶劑的冷凝系統(tǒng)和回收系統(tǒng)可以使干燥料液中的溶劑得以通過二次處理可以循環(huán)使用，在封閉狀態(tài)和氮?dú)猸h(huán)境下熱態(tài)完成物料的干燥(溶媒脫除)并通過冷凝器回收溶媒，整機(jī)的安全性高。同時，設(shè)備為全密閉式設(shè)計，物料回收率高，此設(shè)備系統(tǒng)的收率之高是其他型式干燥器所達(dá)不到的。主要技術(shù)指標(biāo)：干粉物料回收率≥95％，產(chǎn)品殘余溶劑≤2％，從而大大的降低了生產(chǎn)成本；
    (4) 干燥速度^迅速，料液經(jīng)噴霧后，表面積增大，在高溫氣流中，瞬間就可以蒸發(fā)掉95％～98％的水分，完成干燥時間一般僅需5～40see左右；
    (5) 噴霧干燥通常用于處理濕含量40％～60％的溶液，能一次干燥成粉狀產(chǎn)品，大部分產(chǎn)品干燥后不需要再進(jìn)行粉碎和篩選，從而減少了生產(chǎn)工序，簡化了生產(chǎn)工藝流程。同時，產(chǎn)品具有良好的分散性、流動性和溶解性，由于干燥過程是在空氣中完成的，產(chǎn)品在本能保持與液滴相近似的球狀，具有良好的流動性；
    (6) 設(shè)備具有系統(tǒng)壓力在線測試裝置、氧氣濃度在線檢測控制裝置及在位清洗裝置；
    (7) 設(shè)備控制系統(tǒng)采用人機(jī)界面，即PLC+觸摸屏控制，工藝流程圖動態(tài)顯示。產(chǎn)品的粒度、松密度、水分在一定范圍內(nèi)，可用改變操作條件進(jìn)行調(diào)整，控制比較方便。

       閉式循環(huán)離心噴霧干燥機(jī)對硅碳負(fù)極材料等含有機(jī)溶劑物料的干燥，以及對物料中有機(jī)溶劑的回收等生產(chǎn)過程有著積極意義，其集防爆、安全、節(jié)能、環(huán)保于一體，給電池材料的生產(chǎn)開辟了一條新路徑。