磷酸铁锂材料风云涌动 大容量研磨装备积极应变

摘要

面向TWh时代的供应需求，锂电材料领域正在呼唤更高效、更节能、更具性价比的研磨设备和创新技术。

近两年，动力及储能两大市场快速崛起，具备安全性和成本优势的磷酸铁锂电池应用规模不断扩大，带动上游材料出货高速增长。

根据GGII数据显示，2022年中国磷酸铁锂正极材料出货量111万吨，同比增长132%。

百万吨级的产能规模呼吁大体量产线，多个项目的单线产能已达到20万吨级别，势必要求核心装备的大型化。

以研磨核心工序段为例，1000L以上的大容量砂磨机逐渐成为头部材料厂商的产线“标配”。

同时，双碳压力下，零碳电池等新趋向对全生产链的节能减排提出高要求。一直面临高能耗痛点的正极材料产线，实现绿色环保生产的需求，已经迫在眉睫。

2023CIBF期间，华汇机械推出1200L节能型棒销式砂磨机，由公司与华中科技大学针对行业痛点开展研发合作，具备“高通量、低能耗、智能化”突出优势。当前该设备已送样至多个头部材料厂商，获得良好反馈，今年下半年将批量生产。

华汇机械HH-HNS 1200L节能型棒销式砂磨机在设计理念及思路上具备如下特点：

节能型永磁电机直驱，较传统方式综合节能25％—35％；

独立整体铸件轴承座，结构稳定、振动小；

驱动与旋转部件独立模块化设计，维护简便、维护成本低；

新型可拆卸陶瓷或包胶棒钉转子；

大过流面介液分离装置，大流量、防堵结构设计；

大直径高速离心分离转子，高效离心驱动研磨介质，不易堵料；

自主专利机械密封，最优的适配性及稳定性；

多重冷却系统及高导热系数材料的组合，智能控温；

智能化控制，人机界面简易操控，主流自动化控制适建大型智能化生产线。

总结而言，华汇机械新一代砂磨机不仅借助大流量设计帮助客户减少投入台数与占地面积，并且保障了产品一致性与品质稳定性，解决了研磨效率低、磨耗大、易堵料、易泄露、散热难等痛点，有效赋能纳米级磷酸铁锂材料大规模生产。

据悉，华汇机械目前已经与锂电正负极材料龙头企业达成长期合作，并且在国产磷酸铁锂材料砂磨机细分赛道拥有约20%的市占率。

5月中旬，高工锂电走入华汇机械，与其高层团队进行深入交流，探寻这家低调企业在砂磨机领域稳居前行者地位的底层逻辑。

自研精密控制核心部件

机械密封是砂磨机的核心组成部分，对出料品质和设备稳定性有着重要影响。

例如，当强度和刚度不够，密封元件磨损速度快，增加维修成本；缺乏良好的耐热冲击能力，则会因温度和压力环境遭受腐蚀；机封两端的顶圈平行度不精准，或者基准面同轴度不够，容易造成泄漏。

可以说，机械密封是砂磨机构成中，制造精度与技术壁垒最高的模块之一。

受益于创始团队早年间为中国石油、中国石化、中国海油等大型化工企业提供设备机封的项目经历，华汇机械在精密机封领域具备深厚的研发积累，拥有多项发明专利。

目前，华汇机械是国内唯一既研发生产机械密封又研发生产砂磨机的高新技术企业，也是同行中唯一机械密封、研磨转子等核心部件全部实现自研自产的装备企业。

其自研的双端面集装式机械密封针对砂磨机运行工况设计生产，高度适配中高端砂磨机需求，成为公司的技术“护城河”代表。

新材料整线解决方案

尽管拥有机械密封的王牌技术，但华汇机械并不满足于现有的积累，每年都投入大量资金在研发上，实现产品的更新换代。

多年来，华汇机械与华中科技大学、中国石油大学、华南理工大学、西安交通大学等学院科研机构建立深度合作关系，为公司储备核心技术人才、应对终端产线需求变革。

基于此，面对新型磷酸盐体系、硅基负极、固态电解质等锂电材料创新，公司得以快速反应，推出专用研磨设备与整线解决方案。

例如，硅碳负极的纳米化制备过程中，要求粒径细度小于50nm，相应的对研磨介质的要求为0.1mm以下，筛网间隙在0.05mm以下。

华汇机械设计的高速涡轮式分散器将研磨室内轴向移动的粒子切换成沿圆周方向若干个粒子流，与传统单一的粒子流相比，大大增加了剪切分散功能，实现材料超细纳米研磨，生产粒径更小的硅碳负极材料。

同时，其特殊设计的离心轮在高线速度的状态下，利用离心原理，尽可能地把研磨介质和大颗粒物料甩在分离器之外，使得更大颗粒的物料在研磨腔内重复研磨，解决了分离器经常堵住的问题。

又例如，石墨烯碳纳米管具有密度小、难分散、易过磨导致污染元素析出、水分控制要求高等特性。

华汇机械针对性研发了浆料混合分散解决方案，具有研磨流量大、能量密度高、产品均匀一致性好、综合效率高、拆洗方便等综合优势。并且提供粉料输送、液体配料、粗磨系统、精磨系统、均质系统等全方位解决方案。

当前，华汇机械在生产高端单机装备的基础上，提供EPC总承包设计，涵盖磷酸盐系正极材料、硅基负极材料、石墨烯浆料、碳纳米管浆料等新材料的全产线设计。

2022年，华汇新能源智能装备研究院成立，开展分散、研磨、制桨等锂电产线研发建设，探索新能源新材料领域智能装备的智能化、先进化、标准化路径。

目前锂电装备行业已经实现了较高的自动化水平，但仍面临着智能化程度不高导致产品一致性难以管控、数据不能集成以至生产状态无法及时反馈等问题。

在智能化方面，华汇机械与业内头部大数据研究院合作，开发DCS智能化工业控制系统，通过对生产流程和工艺配方的自动化控制，实现产能统计，进出料速度，进出料温度，质量统计，电流统计，能耗统计(瞬时能耗与累计能耗)的基本诊断和追溯，另外还有PH值在线检测与在线粒度检测等。

大数据系统具有高度的精确性和可复制性，操作人员可在控制室完成操作参数调整，实现远程监控、管理工艺设定及配方管理，实时进行在线调整及纠偏。

项目管理方面，华汇机械运用MES、OA管理系统，实现互通互联，加强工艺技术、质量管理和职能建设，应用系统化、标准化解决方法，降低综合成本。

其代表产品采用永磁同步节能电机，通过降低电磁能、热能和机械能的损耗，提高输出效率；同时电机体积小，重量轻，减轻设备负载，利于寿命延长。搭配能源监测管理系统，较传统砂磨机节能25%-35%以上。

概括而言，面向TWh时代的供应需求，锂电材料领域正在呼唤更高效、更节能、更具性价比的研磨设备和创新技术。

而对于配套装备企业而言，谁能帮助材料企业满足上述诉求，谁就能在新一轮材料产能扩张中把握住快速发展的机会。

华汇机械在单机生产效率提升与节能降耗、工厂数字化与智能化转型、整线交付能力等方面不断进行迭代升级，抢占锂电材料研磨装备领域的竞争“高地”。

审核编辑：刘清