Aplicación de una nueva máquina de filtración de polvos ultrafino y nanométrico en la producción de partículas de carbonato de estroncio nanométrico para materiales de cátodos de baterías 

En la actualidad, con los continuos avances tecnológicos en los materiales para baterías de nueva energía, cada refinamiento del tamaño de partícula supone un desafío extremo para la precisión y la estabilidad de los equipos de fabricación. Especialmente en el campo de las baterías de iones de litio y las nuevas baterías de estado sólido, la microestructura del material del cátodo determina directamente su capacidad, rendimiento de velocidad y vida útil. 

Carbonato de estroncio ( SrCO ₃ ), un aditivo para materiales de cátodo que ha ido ganando importancia en los últimos años, gracias a su excelente estabilidad térmica y capacidad de control de la conductividad, desempeña un papel clave en la mejora de la eficiencia de la migración iónica y la estabilidad estructural en materiales de cátodo de níquel-cobalto-aluminio de alto contenido de níquel y manganeso rico en litio. A medida que el tamaño de partícula pasa de micras a nanómetros o incluso subnanómetros, el proceso de filtración y clasificación de partículas de carbonato de estroncio a nanoescala se convierte en un aspecto esencial en la fabricación de materiales para baterías de alto rendimiento. 

Xiamen Citius Filtration Materials Technology Co., Ltd., con treinta años de experiencia en el campo de la filtración y separación, ha lanzado una nueva máquina de filtración de polvos ultrafino y nanométrico, diseñada específicamente para abordar este desafío a nivel industrial. En este artículo, analizaremos sistemáticamente las características de aplicación y los desafíos de fabricación de las partículas de carbonato de estroncio nanométrico, y profundizaremos en el valor único y las soluciones tecnológicas de la máquina de filtración de polvos ultrafino y nanométrico de Citius en este proceso. 

I. Valor industrial y tendencias de aplicación de las partículas de carbonato de estroncio nanométrico 

El carbonato de estroncio se ha utilizado tradicionalmente en vidrio óptico, materiales magnéticos e industrias cerámicas. En los últimos años, con la evolución de los sistemas de materiales de cátodo de baterías, su aplicación en baterías de litio de alto rendimiento se ha ido desarrollando gradualmente, mostrando un valor significativo, especialmente en los siguientes aspectos: 

1. Estabilizador de la estructura cristalina La introducción de carbonato de estroncio en materiales ternarios de alto voltaje puede mejorar la estabilidad del oxígeno del material, retrasar la transformación de fase y mejorar la estabilidad del ciclo. 
2. Agente de regulación de la conductividad Las partículas de carbonato de estroncio a nanoescala pueden recubrir o dopar uniformemente la superficie de las partículas del cátodo, mejorando la red de conducción electrónica general del electrodo. 
3. Mayor seguridad a alta temperatura El carbonato de estroncio tiene una buena capacidad de absorción y conducción de la tensión térmica, lo que ayuda a mejorar la estabilidad térmica y el coeficiente de seguridad de la batería. 

Actualmente, varias empresas nacionales e internacionales de baterías para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía han intentado utilizar nano SrCO ₃ para dopar o recubrir, con un tamaño de partícula requerido entre 50~300 nanómetros y se establecen estándares muy altos para la uniformidad de la distribución del tamaño de partícula, el control de la agregación y la pureza. 

II. Desafíos de filtración en la preparación de partículas de carbonato de estroncio nanométrico 

En el proceso de preparación de nanopolvos, la filtración es una de las operaciones más desafiantes. Para el carbonato de estroncio a nanoescala, generalmente se utiliza la coprecipitación o la síntesis de reacción en fase líquida a alta temperatura, y los pasos posteriores al procesamiento implican la separación de una gran cantidad de licor madre, la recuperación de partículas y el procesamiento de clasificación. En este proceso existen varios puntos problemáticos: 

1. Fenómeno de agregación grave de partículas 
   Las nanopartículas tienen una alta energía superficial y tienden a agregarse en estado húmedo. Los procesos de filtración tradicionales no pueden separarlas eficazmente. 
   
2. Requisitos de precisión de filtración extremadamente altos 
   El tamaño de partícula objetivo está en el rango de cientos de nanómetros o incluso menos, y los métodos de filtración tradicionales con bolsas o prensas de filtro no pueden lograr un punto de corte estable. 
   
3. Baja tasa de recuperación de partículas 
   Las nanopartículas se pierden fácilmente con el filtrado, lo que provoca una gran pérdida de producto, una baja tasa de rendimiento y un grave impacto en la rentabilidad. 
   
4. Fácil obstrucción del tejido filtrante / membrana filtrante 
   El tamaño de partícula demasiado pequeño puede obstruir fácilmente la capa de filtro. Los equipos tradicionales tienen ciclos de filtración cortos y requieren limpiezas frecuentes, lo que afecta la continuidad de la línea de producción. 
   

Por lo tanto, los equipos realmente adecuados para el proceso de filtración de carbonato de estroncio nanométrico no solo deben tener precisión de filtración a nivel submicrométrico , sino que también deben lograr control de la separación de partículas agregadas y alta eficiencia de recuperación y reutilización 。

III. 25 Capacidad de separación a nanoescala: ventajas tecnológicas principales de la máquina de filtración de polvos ultrafino y nanométrico de Citius 

Ante los desafíos duales de la separación de alta precisión y la fabricación ecológica, Citius ha desarrollado una nueva máquina de filtración de polvos ultrafino y nanométrico con 25 capacidad de filtración a nanoescala , que puede aplicarse de forma estable a varios procesos clave, como la clasificación, purificación y tratamiento de líquidos claros de materiales en polvo a nanoescala. Es uno de los primeros equipos avanzados de China que ha logrado una operación industrial y continua. 

Sus principales ventajas tecnológicas son: 

1.  Intercepción directa de partículas micro y nanométricas, precisión de filtración que supera los límites tecnológicos 

Mediante un sistema de banda filtrante de nanoescala de alta precisión y una tecnología de control de canales de fluido independientes, el equipo puede clasificar eficazmente polvos con un tamaño de partícula de 25~500 nanómetros , con una tasa de retención de hasta 99.9% o más 。

2.  Filtración puramente física, sin necesidad de añadir ningún aditivo o agente químico de precipitación 

El equipo utiliza un mecanismo de filtración puramente físico , sin depender de reactivos, agentes de coagulación o aditivos durante todo el proceso, evitando la contaminación secundaria y garantizando la pureza y la integridad estructural del polvo. 

3.  Tres funciones en un solo equipo: separación sólido-líquido, lavado y secado integrados 

Realizable Líquido de limpieza en línea — Lavado de torta de filtro — Presecado de torta de filtro Proceso integrado. Alta eficiencia de lavado, claridad del filtrado superior a 99% , bajo contenido de agua en la torta de filtro, buena capacidad de separación, beneficioso para el procesamiento posterior. 

4.  Ahorro de energía y reducción de consumo, fuerte rentabilidad económica 

Adoptar Sistema de baja presión de vacío y Sistema de control de frecuencia variable inteligente , el consumo de energía es aproximadamente un 30% , compatible con 24 funcionamiento automático durante horas, bajo costo de mantenimiento. 

IV. Materiales típicos aplicables: amplia cobertura de polvos industriales y materiales micro y nanométricos 

La máquina de filtración de polvo micrométrico de Xiamen Xidiyasna tiene una fuerte adaptabilidad y se aplica ampliamente en materias primas de polvo industrial, materiales funcionales micro y nanométricos, residuos líquidos que contienen partículas y otros campos. 

1.  Materias primas de polvo industrial 

• Polvo de mineral no metálico : talco, carbonato de calcio pesado, cuarzo, wollastonita, caolín, mica, grafito, etc.; 
• Polvo de síntesis industrial : carburo de silicio, corindón marrón, nitruro de silicio, negro de humo, dióxido de titanio, diamante, etc. 

Las industrias de aplicación cubren pinturas, cerámica, plásticos, caucho, baterías, retardantes de llama, fundición de precisión, etc. 

2.  Materiales en polvo micro y nanométricos 

• Polvo metálico : polvo de níquel nano, polvo de plata, polvo de zinc, polvo de aluminio, polvo de hierro, polvo de zirconio, polvo de titanio; 
• Polvo de óxido : óxido de níquel, óxido de zinc, óxido de aluminio, óxido de hierro, carbonato de calcio, dióxido de titanio, dióxido de silicio; 
• No óxidos : carburo de silicio, nitruro de aluminio, nitruro de silicio, carburo de tungsteno, etc. 

Adecuado para materiales electrónicos, cerámica funcional, materiales energéticos, catalizadores y otras manufacturas de alta gama. 

3.  Tratamiento de pigmentos micro y nanométricos y residuos líquidos funcionales 

• Residuos líquidos de óxido de nano Li 、 Ni 、 Co que contienen en el proceso de fabricación de baterías; 
• Recuperación de líquido intermedio de pigmentos de pasta de color, como rojo de óxido de hierro, azul de óxido de zinc; 
• Filtración de líquido intermedio de cosméticos de alta gama, aditivos de recubrimiento, etc.; 
• Recuperación eficiente de partículas de metales preciosos en residuos líquidos de la industria electrónica de precisión. 

El equipo admite Reutilización en circuito cerrado de residuos líquidos de alta concentración , contribuyendo al desarrollo verde y bajo en carbono de las empresas. 

V. Práctica de casos: una vía de doble ganancia para mejorar la eficiencia y la calidad 

En un proyecto de partículas de nano carbonato de estroncio de una empresa manufacturera de materiales de nueva energía, la máquina de filtración micrométrica de Xiamen Xidiyasna, como equipo de proceso clave, logró los siguientes resultados: 

• El proceso original utilizaba una prensa de filtro de placas y bastidores tradicional, con una tasa de pérdida de partículas de 15% , y un efecto de lavado deficiente; 
• Después de reemplazar el equipo de Xiamen Xidiyas, la tasa de recuperación de partículas aumentó a 99.2% , la tasa de humedad de la torta de filtro se redujo a 17% a continuación ；
• Realizar Función de funcionamiento automático y monitoreo remoto , reduciendo en gran medida el costo de mano de obra y la tasa de inactividad del equipo; 
• La desviación estándar del control del tamaño de partícula del producto se redujo 30% , la tasa de cumplimiento de los estándares de pureza del producto final superó 98.8% 。

Este proyecto verificó la capacidad de adaptación del nuevo equipo de filtración para Proceso de refinación de materiales nano de alta gama , proporcionando una plantilla de proceso reproducible para empresas de nanomateriales posteriores. 

VI. Conclusión: materiales del futuro, equipos del futuro 

La tecnología de filtración de polvo micro y nanométrico está pasando de la industria química tradicional a las industrias de punta como las de nuevas energías, nuevos materiales y biomedicina. La tecnología de equipos detrás de esto ya no es simplemente “ Tela filtrante + Estructura ” , sino un sistema complejo que combina el control del campo de fuerza física, el control de la interfaz nanométrica y el sistema automatizado. 

Xiamen Xidiyas, con “ Especialización, exquisitez, especialización y novedad ” como objetivo de desarrollo, y con 30 años de experiencia en la fabricación de materiales y equipos de filtración como base, se está convirtiendo en un líder en tecnología de separación micro y nanométrica. 

En el futuro, continuaremos enfocándonos en las siguientes áreas: 

• Investigación y desarrollo de materiales de filtración multifuncionales a nanoescala; 
• Integración de módulos inteligentes de alto rendimiento; 
• Soluciones personalizadas para clientes y servicios de optimización de procesos; 
• Sistema de apoyo para la fabricación ecológica y la economía circular. 

En este “ Los materiales son el rey ” En la nueva era, solo los proveedores de equipos que realmente comprenden los materiales y la separación pueden ocupar una posición de liderazgo en la cadena de la industria. Citius está dispuesto a contribuir con su experiencia profesional a la preparación limpia y la separación eficiente de materiales de alto rendimiento a nivel mundial.

Lechada de partículas de carbonato de estroncio nano para materiales de cátodo de baterías y líquido filtrado 

Pastel de filtro de partículas de carbonato de estroncio nano para materiales de cátodo de baterías

Nueva máquina de filtración de polvo nano y micrométrico