用于生产正极材料的除铁器

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由于生产线管控不当造成正极材料中引入磁性杂质,将对下游电芯产生自放电、安全等问题,必须将磁性杂质剔除,常使用的设备为除铁器。除铁器具有哪些类别,如何将其功能发挥到极致?

本文介绍“设备篇——用于生产正极材料的除铁器”,包含以下内容:


除铁器是利用其具有一定磁场的特性,在有效范围内实现吸附磁性杂质。按照磁铁的种类不同,可以分为永磁和软磁。
永磁:即不用附加外力下仍然能持续产生磁能,自旋与电子角动量成固定方向排列,具有磁场,如钕铁硼、钐钴、铁氧体永磁除铁器;
和软磁。
磁:即加上电流会产生磁场,电流去掉后软铁会慢慢失去磁性,如电磁除铁机。

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永磁除铁器
永磁除铁器是采用特殊磁性材料制成,通过充磁机磁化,表面包裹不锈钢,可根据需求设计不同尺寸、形状,磁场强度可达2000~15000GS。比较常见的磁性材料有钕铁硼、钐钴、铝镍钴、铁氧体,在价格、磁力、耐高温方面各具不同,其中钕铁硼是目前世界上磁力最强大的永磁体。
针对不同的工序,使用到的除铁器类型有干法抽屉式、干法旋转式、湿法管道式,如图1所示。
图1 永磁除铁器

2
电磁除铁机
电磁除铁机主要由励磁线圈、筛网、冷却、振动系统组成,当通入电流后,励磁线圈中心部产生磁极而磁化不锈钢筛网,磁场强度可达10000~30000GS。
筛网类型有条形、网状之分,网状筛网具有更大的除磁接触面积,但会降低下料速度,对于干法除磁易造成堵料;条形筛网可按照不同的角度进行搭配,90°~180°,或螺旋排列。针对不同的工序,使用到的除铁器类型有干法电磁除铁机、湿法电磁除铁机,如图2所示。


图2 电磁除铁机


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科学使用方法
正极材料中的磁性杂质主要表现为强磁性物质(如铁、钴、镍单质金属等铁磁性物质,γ-Fe2O3、Fe3O4等亚铁磁性)、弱磁性物质(FeO,CoO和NiO等)、粉包磁(正极材料包裹磁性材料)。强磁性物质较容易被捕捉,弱磁性物质和粉包磁比较难被捕捉,因此需要对除铁器的特性进行充分识别。
(1)除铁器对比
在除磁工序中,正极材料应顺畅的多点位的流过除铁器磁棒/筛网表面,才能使除磁效果发挥至最佳。具体表现在不堵料,不堆积料,接触面积,磁力大小。
综上,优先使用湿法除磁,根据正极材料的特性确定干法除铁器。除铁器并非万能,也不是越多越好,错误的使用会使其变为产磁源。

(2)除铁器异常
>>高温退磁
常用的永磁除铁器最高工作温度为80℃。在生产工序中要求物料或工作环境小于该温度。原因:在充磁后磁体里面的磁畴分子有规律的排列,而高温导致这些分子错乱,从而导致磁性能不稳定,磁性减弱或消失。
电磁除铁机工作时一般使用油/水冷却,需按照设备要求控制油温。由于长期使线圈处于高温状态,影响线圈的寿命,降低除铁机除磁性能。
>>产磁
电磁除铁机的内部筛网系统由一大串金属部件靠螺母紧固固定,工作过程中一直处于强震动状态。在安装时如出现松动或偏离轴线,将出现金属部件之间的相互磨损,如螺母与固定杆,筛网与筛网,筛网与套筒,固定杆与底座,如图3a。
旋转除铁器工作过程中磁棒一直处于转动状态,如安装不到位,磁棒底端与壳体内壁将出现磨损,顶端固定螺母脱落进入物料,如图3b。
图3 电磁除铁机

    


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