磷酸鐵鋰材料風云涌動 大容量研磨裝備積極應變

摘要

面向TWh時代的供應需求，鋰電材料領域正在呼喚更高效、更節能、更具性價比的研磨設備和創新技術。

近兩年，動力及儲能兩大市場快速崛起，具備安全性和成本優勢的磷酸鐵鋰電池應用規模不斷擴大，帶動上游材料出貨高速增長。

根據GGII數據顯示，2022年中國磷酸鐵鋰正極材料出貨量111萬噸，同比增長132%。

百萬噸級的產能規模呼吁大體量產線，多個項目的單線產能已達到20萬噸級別，勢必要求核心裝備的大型化。

以研磨核心工序段為例，1000L以上的大容量砂磨機逐漸成為頭部材料廠商的產線“標配”。

同時，雙碳壓力下，零碳電池等新趨向對全生產鏈的節能減排提出高要求。一直面臨高能耗痛點的正極材料產線，實現綠色環保生產的需求，已經迫在眉睫。

2023CIBF期間，華匯機械推出1200L節能型棒銷式砂磨機，由公司與華中科技大學針對行業痛點開展研發合作，具備“高通量、低能耗、智能化”突出優勢。當前該設備已送樣至多個頭部材料廠商，獲得良好反饋，今年下半年將批量生產。

華匯機械HH-HNS 1200L節能型棒銷式砂磨機在設計理念及思路上具備如下特點：

節能型永磁電機直驅，較傳統方式綜合節能25％—35％；

獨立整體鑄件軸承座，結構穩定、振動??；

驅動與旋轉部件獨立模塊化設計，維護簡便、維護成本低；

新型可拆卸陶瓷或包膠棒釘轉子；

大過流面介液分離裝置，大流量、防堵結構設計；

大直徑高速離心分離轉子，高效離心驅動研磨介質，不易堵料；

自主專利機械密封，最優的適配性及穩定性；

多重冷卻系統及高導熱系數材料的組合，智能控溫；

智能化控制，人機界面簡易操控，主流自動化控制適建大型智能化生產線。

總結而言，華匯機械新一代砂磨機不僅借助大流量設計幫助客戶減少投入臺數與占地面積，并且保障了產品一致性與品質穩定性，解決了研磨效率低、磨耗大、易堵料、易泄露、散熱難等痛點，有效賦能納米級磷酸鐵鋰材料大規模生產。

據悉，華匯機械目前已經與鋰電正負極材料龍頭企業達成長期合作，并且在國產磷酸鐵鋰材料砂磨機細分賽道擁有約20%的市占率。

5月中旬，高工鋰電走入華匯機械，與其高層團隊進行深入交流，探尋這家低調企業在砂磨機領域穩居前行者地位的底層邏輯。

自研精密控制核心部件

機械密封是砂磨機的核心組成部分，對出料品質和設備穩定性有著重要影響。

例如，當強度和剛度不夠，密封元件磨損速度快，增加維修成本；缺乏良好的耐熱沖擊能力，則會因溫度和壓力環境遭受腐蝕；機封兩端的頂圈平行度不精準，或者基準面同軸度不夠，容易造成泄漏。

可以說，機械密封是砂磨機構成中，制造精度與技術壁壘最高的模塊之一。

受益于創始團隊早年間為中國石油、中國石化、中國海油等大型化工企業提供設備機封的項目經歷，華匯機械在精密機封領域具備深厚的研發積累，擁有多項發明專利。

目前，華匯機械是國內唯一既研發生產機械密封又研發生產砂磨機的高新技術企業，也是同行中唯一機械密封、研磨轉子等核心部件全部實現自研自產的裝備企業。

其自研的雙端面集裝式機械密封針對砂磨機運行工況設計生產，高度適配中高端砂磨機需求，成為公司的技術“護城河”代表。

新材料整線解決方案

盡管擁有機械密封的王牌技術，但華匯機械并不滿足于現有的積累，每年都投入大量資金在研發上，實現產品的更新換代。

多年來，華匯機械與華中科技大學、中國石油大學、華南理工大學、西安交通大學等學院科研機構建立深度合作關系，為公司儲備核心技術人才、應對終端產線需求變革。

基于此，面對新型磷酸鹽體系、硅基負極、固態電解質等鋰電材料創新，公司得以快速反應，推出專用研磨設備與整線解決方案。

例如，硅碳負極的納米化制備過程中，要求粒徑細度小于50nm，相應的對研磨介質的要求為0.1mm以下，篩網間隙在0.05mm以下。

華匯機械設計的高速渦輪式分散器將研磨室內軸向移動的粒子切換成沿圓周方向若干個粒子流，與傳統單一的粒子流相比，大大增加了剪切分散功能，實現材料超細納米研磨，生產粒徑更小的硅碳負極材料。

同時，其特殊設計的離心輪在高線速度的狀態下，利用離心原理，盡可能地把研磨介質和大顆粒物料甩在分離器之外，使得更大顆粒的物料在研磨腔內重復研磨，解決了分離器經常堵住的問題。

又例如，石墨烯碳納米管具有密度小、難分散、易過磨導致污染元素析出、水分控制要求高等特性。

華匯機械針對性研發了漿料混合分散解決方案，具有研磨流量大、能量密度高、產品均勻一致性好、綜合效率高、拆洗方便等綜合優勢。并且提供粉料輸送、液體配料、粗磨系統、精磨系統、均質系統等全方位解決方案。

當前，華匯機械在生產高端單機裝備的基礎上，提供EPC總承包設計，涵蓋磷酸鹽系正極材料、硅基負極材料、石墨烯漿料、碳納米管漿料等新材料的全產線設計。

2022年，華匯新能源智能裝備研究院成立，開展分散、研磨、制槳等鋰電產線研發建設，探索新能源新材料領域智能裝備的智能化、先進化、標準化路徑。

目前鋰電裝備行業已經實現了較高的自動化水平，但仍面臨著智能化程度不高導致產品一致性難以管控、數據不能集成以至生產狀態無法及時反饋等問題。

在智能化方面，華匯機械與業內頭部大數據研究院合作，開發DCS智能化工業控制系統，通過對生產流程和工藝配方的自動化控制，實現產能統計，進出料速度，進出料溫度，質量統計，電流統計，能耗統計(瞬時能耗與累計能耗)的基本診斷和追溯，另外還有PH值在線檢測與在線粒度檢測等。

大數據系統具有高度的精確性和可復制性，操作人員可在控制室完成操作參數調整，實現遠程監控、管理工藝設定及配方管理，實時進行在線調整及糾偏。

項目管理方面，華匯機械運用MES、OA管理系統，實現互通互聯，加強工藝技術、質量管理和職能建設，應用系統化、標準化解決方法，降低綜合成本。

其代表產品采用永磁同步節能電機，通過降低電磁能、熱能和機械能的損耗，提高輸出效率；同時電機體積小，重量輕，減輕設備負載，利于壽命延長。搭配能源監測管理系統，較傳統砂磨機節能25%-35%以上。

概括而言，面向TWh時代的供應需求，鋰電材料領域正在呼喚更高效、更節能、更具性價比的研磨設備和創新技術。

而對于配套裝備企業而言，誰能幫助材料企業滿足上述訴求，誰就能在新一輪材料產能擴張中把握住快速發展的機會。

華匯機械在單機生產效率提升與節能降耗、工廠數字化與智能化轉型、整線交付能力等方面不斷進行迭代升級，搶占鋰電材料研磨裝備領域的競爭“高地”。

審核編輯：劉清