介紹一下氣流混合配料系統(tǒng)的工作原理，氣流混合機。中央供料系統(tǒng)

氣流混合配料系統(tǒng)是一種利用氣流動力實現(xiàn)粉末或顆粒狀物料**計量、輸送與混合的自動化設備，廣泛應用于新能源（如固態(tài)電池）、化工、食品等行業(yè)。其核心原理是通過氣流的動能帶動物料運動，并在流動過程中實現(xiàn)均勻混合與精準配料。以下是其工作原理的詳細解析：

### **一、系統(tǒng)核心組成**

1. **供料單元**  

  - **儲料罐**：存放不同種類的原料粉末（如固態(tài)電池中的正極材料、負極材料、電解質粉體等）。  

  - **計量裝置**：采用高精度稱重傳感器（如失重式秤、體積式流量計）或螺旋給料機，按預設比例**計量各原料的投放量。  

  - **下料控制機構**：通過氣動閥、旋轉閥等控制原料的定量釋放。

2. **氣流發(fā)生單元**  

  - **氣源設備**：風機、壓縮機或真空泵，產生高速氣流（正壓或負壓）。  

  - **氣流管道**：引導氣流攜帶物料在系統(tǒng)內流動，管道設計需考慮氣流速度（通常需超過物料的“懸浮速度”以避免沉積）。

3. **混合單元**  

  - **混合腔/管道**：物料與氣流在此處充分接觸，通過以下作用實現(xiàn)混合：  

    - **湍流擴散**：高速氣流形成湍流，使不同物料顆粒相互穿插、擴散。  

    - **碰撞與剪切**：顆粒在氣流中高速運動，相互碰撞或與腔壁摩擦，打破團聚并均勻分散。  

    - **循環(huán)混合**：部分系統(tǒng)設計循環(huán)回路，使物料多次通過混合腔，提升混合均勻度。

4. **控制系統(tǒng)**  

  - **PLC/DCS系統(tǒng)**：集成傳感器（稱重、流量、壓力等）與執(zhí)行機構（閥門、電機），實現(xiàn)全自動配料流程控制。  

  - **人機界面（HMI）**：設定配方比例、混合時間、氣流參數(shù)等，實時監(jiān)控運行狀態(tài)。

### **二、工作流程解析**

1. **原料計量與供給**  

  - 根據(jù)預設配方，各儲料罐通過計量裝置（如失重秤）**稱量原料，按比例依次下料至進料口。  

  - *例*：固態(tài)電池配料中，需**控制鋰化合物、鈷酸鋰、固態(tài)電解質粉體的比例（誤差通常要求≤±0.5%）。

2. **氣流攜帶與輸送**  

  - 氣源設備啟動，在管道內形成高速氣流（正壓系統(tǒng)向混合腔“吹送”物料，負壓系統(tǒng)“抽吸”物料）。  

  - 物料從進料口被吸入氣流中，以懸浮或流化狀態(tài)隨氣流運動至混合腔。

3. **混合過程**  

  - **初級混合**：物料在氣流中初步分散，通過管道彎頭、變徑段等結構產生渦流，促進顆粒交叉混合。  

  - **深度混合**：在混合腔內，通過特殊設計的擾流裝置（如擋板、螺旋元件）或文丘里效應，使氣流速度與方向發(fā)生劇烈變化，引發(fā)顆粒間高頻碰撞與剪切，消除團聚并實現(xiàn)微米級均勻混合。  

  - *關鍵參數(shù)*：氣流速度需匹配物料特性（如密度、粒徑），通常為5~20 m/s；混合時間根據(jù)配方復雜度調整（數(shù)秒至數(shù)十分鐘）。

4. **均勻性檢測與出料**  

  - 混合過程中，通過在線檢測設備（如近紅外光譜儀）實時監(jiān)測物料成分均勻性，達標后打開出料閥，物料在氣流推動下進入下一工序（如壓制、燒結）。  

  - 氣流經除塵裝置（如濾芯、旋風分離器）回收后循環(huán)使用或排空，避免粉塵污染。

### **三、在固態(tài)電池生產中的應用特點**

1. **高精度配料**  

  - 失重式計量+閉環(huán)控制，可滿足固態(tài)電池材料對微量添加劑（如導電劑、黏結劑）的ppm級**配比需求。

2. **無接觸式混合**  

  - 氣流混合無需機械攪拌部件，避免傳統(tǒng)機械混合（如犁刀式、雙錐式）因摩擦產生的熱量、靜電或設備磨損導致的雜質引入，適合高純度要求的固態(tài)電解質粉體。

3. **適合超細粉體**  

  - 氣流的剪切作用可有效分散納米級粉體（如LiCoO?、LiNiMnCoO?），減少團聚，提升電池極片的離子傳導均勻性。

4. **高效清潔**  

  - 全封閉氣流循環(huán)系統(tǒng)可防止粉塵泄漏，且管道內壁光滑易清潔，符合固態(tài)電池產線對潔凈度（如Class 10000級車間）的要求。

### **四、對比傳統(tǒng)混合方式的優(yōu)勢**

| **特性**         | **氣流混合配料系統(tǒng)**       | **傳統(tǒng)機械混合**             |

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| 混合均勻度       | 高（CV值≤2%）             | 中（CV值5%~10%）            |

| 物料損傷         | 無（氣流柔性作用）         | 可能因摩擦導致顆粒破碎      |

| 殘留與污染       | 低（管道無死角設計）       | 高（攪拌軸、腔體縫隙殘留）  |

| 適用物料類型     | 超細粉、易團聚粉、敏感粉   | 常規(guī)顆粒狀物料              |

| 自動化程度       | 全流程閉環(huán)控制             | 需人工干預配比與清潔        |

### **五、典型應用場景**

- **固態(tài)電池正負極配料**：混合活性物質、固態(tài)電解質、導電劑。  

- **鋰電池漿料制備**：氣流混合后可直接與溶劑混合形成均勻漿料。  

- **其他高純度需求領域**：電子陶瓷、醫(yī)藥粉體、催化劑制備等。

通過氣流混合配料系統(tǒng)，固態(tài)電池生產可實現(xiàn)材料混合的高效性、一致性與可追溯性，顯著提升電池的能量密度與循環(huán)性能，是新能源制造向智能化、精密化升級的關鍵技術之一。