TRILOS三輥機在固態(tài)電池材料的應用

關鍵詞：三輥機、三輥研磨機、固態(tài)電池材料、固態(tài)電池材料分散研磨

固態(tài)電池自 20 世紀中葉出現后，經歷了緩慢發(fā)展期，近年來因技術突破迎來快速發(fā)展，其能量密度高、安全性好，在新能源汽車、消費電子等領域應用前景廣闊，但目前固態(tài)電池的產業(yè)化進程正被兩大核心痛點制約：硫化物/氧化物固態(tài)電解質的超細研磨精度不足導致離子電導率衰減，復合電極漿料的分散不均引發(fā)界面接觸失效。傳統(tǒng)研磨設備無法適配高粘度漿料的連續(xù)加工需求，且清洗非常不便，成為阻礙技術落地的關鍵壁壘。TRILOS憑借其在精密研磨與智能控制領域的技術積淀，以智能化三輥機解決方案構建起從實驗室配方開發(fā)到中試量產的全鏈條加工能力，為固態(tài)電池材料制備提供了全新解決方案。

一、固態(tài)電池材料加工對設備的要求與痛點

固態(tài)電池與液態(tài)鋰離子電池的本質差異，決定了其材料加工對設備提出三大特殊要求：一是固態(tài)電解質需實現超細研磨，同時避免研磨過程中的雜質引入與晶型破壞；二是復合電極漿料（含 30%-50% 固態(tài)電解質）的高粘度特性（10?-10? cps）需要強剪切力破除團聚，且需保證活性物質與電解質的界面均勻接觸；三是實驗室小試與工業(yè)化量產的工藝參數需無縫銜接，避免放大過程中的性能偏差。

三輥機的 “擠壓—剪切” 核心機理天然適配這些需求，但傳統(tǒng)三輥機存在三大短板：輥間距調節(jié)精度不足、缺乏精準溫度測量導致材料變質、無數據追溯能力難以實現工藝復現。TRILOS 通過材料升級與智能改造，針對性破解了這些行業(yè)共性難題，其設備在固態(tài)電池材料加工中的適配性優(yōu)勢顯著高于傳統(tǒng)球磨機與高速分散機。

二、TRILOS 三輥機的技術突破：從設備升級到工藝革新

1. 定制化輥體系統(tǒng)：適配多類型固態(tài)電解質研磨

固態(tài)電解質的材質特性差異極大，硫化物易團聚、氧化物硬度高，對研磨介質的耐磨性與化學惰性提出嚴苛要求。TRILOS 提供 ZrO?、Al?O?、SiC等多種輥筒材質選擇，既能產生強剪切力破除硫化物團聚，又能避免氧化物研磨時的介質磨損污染。 

在某實驗室對 Li?La?Zr?O??（LLZO）氧化物電解質的研磨測試中，TRILOS TR80A 三輥機通過輥間距精細調節(jié)，經幾遍研磨即可將物料粒徑處理至1μm左右，遠優(yōu)于傳統(tǒng)球磨機的研磨效果。同時，設備配套的輥體冷卻系統(tǒng)可將研磨溫度控制在一定范圍內，有效防止 LLZO 因高溫發(fā)生四方相到立方相的晶型轉變，保障其離子電導率維持在 10?? S/cm 量級。

2. 智能控制系統(tǒng)：實現復合電極漿料的精準調控

復合電極漿料的分散質量直接決定固態(tài)電池的循環(huán)壽命，TRILOS 通過智能系統(tǒng)解決傳統(tǒng)加工的穩(wěn)定性難題。其全觸控工業(yè)控制屏可存儲 3000 種以上配方參數，針對高鎳三元/固態(tài)電解質/PVDF 復合體系，可預設間隙、輥速、壓力、研磨遍數等關鍵參數，一鍵調用即可實現漿料分散的高度復現。TRILOS的物聯(lián)網、智能化三輥機解決方案，解決了客戶在使用中遇到的數據無法量化分析，數據丟失，設備互相獨立，無法聯(lián)網進行管理和控制等等方面的問題。讓客戶可以對設備進行數據分析，對員工進行權限分配和管理，設備運行過程保持全程記錄和備份，有利于加工過程參數的研究和設計開發(fā)。此外，智能物聯(lián)平臺還可以接入混料機、上料機等設備平臺，同時可以接入在線粘度計、在線粒度儀等儀器進行實時監(jiān)控。經該設備處理的漿料，固態(tài)電解質在活性物質表面的包覆均勻度大幅提升，涂覆形成的電極膜層孔隙率偏差很小，有效降低了界面接觸電阻。

3. 梯度加工能力：銜接實驗室與產線的關鍵橋梁

從實驗室克級配方到產線百公斤級量產的工藝放大，是固態(tài)電池產業(yè)化的核心瓶頸之一。TRILOS 構建了覆蓋 “實驗室小試—中試量產” 的全系列設備矩陣：TR50M 型號的處理量為 0.02-5L/h ，TR80A 型號的處理量為 0.02-20L/h，緊湊的桌面式設計適合實驗室配方開發(fā)；TR120A 型號的產能提升至 0.5-60L/h，可直接匹配中小規(guī)模試產需求。這種梯度加工能力實現了工藝參數的無縫遷移，避免了傳統(tǒng)設備放大過程中常見的漿料性能驟降問題。

三、應用案例

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