锂电池粉末用超声波振动筛

プロジェクト背景

本ケーススタディは、高ニッケル三元正極材料（NCM）およびリン酸鉄リチウム（LFP）前駆体粉末の研究開発と大規模生産を専門とする中国国内の新エネルギー電池材料メーカーに焦点を当てています。.

生産工程において、焼成された正極前駆体材料は、リチウム電池製品の一貫性、安全性、および高いエネルギー密度を確保するために、厳格な粒度分級を受けなければなりません。顧客の従来の篩分け工程では、従来型の振動篩; が使用されていましたが、300メッシュ以上の超微粉体を処理する際、特にリチウム電池粉末用途向けの超音波振動篩において、以下のような課題が頻繁に発生していました。.

顧客が直面した中核的な問題

深刻な目詰まり（スクリーンブラインディング）
高ニッケル正極材料は極めて微細な粒子サイズ（目標篩分け範囲：325〜500メッシュ）を有します。ファンデルワールス力と静電吸着により、メッシュ表面に深刻な目詰まりや皮膜形成が発生し、有効篩分け面積が大幅に減少します。顧客はシフトごとに2〜3回ラインを停止して手動清掃を行う必要があり、リチウム電池粉末の連続生産に深刻な影響を及ぼしました。.

篩分け効率の低下と精度不良
持続的な目詰まりにより、従来システムの篩分け効率は大幅に変動しました。微粉の通過率が不十分で、粗粒子が合格品に混入する一方、大量の微粉がオーバーサイズ画分に残留しました。これは原材料の浪費を引き起こすだけでなく、リチウム電池材料の電気化学的一貫性にも悪影響を及ぼしました。.

静電気と凝集の問題
乾式処理条件下では、材料は強い静電荷を帯び、粒子の凝集や擬似粗粒子の形成を引き起こします。これにより、正確な粒度分布が妨げられ、リチウム電池粉末篩分けの効果が低下し、使用可能な微粉の大幅な歩留まり損失が発生します。.

生産上のボトルネックと高いメンテナンスコスト
スクリーン清掃のための頻繁な停止により、設備稼働率が低下し、生産能力の拡大が妨げられました。同時に、手動清掃は労働強度を増大させ、スクリーンメッシュの機械的摩耗を引き起こし、篩分け工程における消耗品コストをさらに増加させました。.

嘉瑞機械（Jiarui Machinery）が提供する超音波振動篩ソリューション

上記のリチウム電池粉末篩分け用途における課題に対処するため、嘉瑞機械の技術チームは現地調査と材料試験を実施し、リチウム電池粉末処理用JR-C-1000超音波振動篩に基づくカスタマイズソリューションを推奨しました。.

機器選定
JR-C-1000超音波振動篩は、有効篩分け直径950mm、篩分け面積0.7085m²を備えています。本機には3層のスクリーンフレームが装備されており、多段階の精密分級が可能です。.

超音波振動ふるい

参考： 超音波振動篩

中核構成

超音波システム
本システムは、38kHzの高周波超音波電源とトランスデューサーを統合しており、電気信号を高周波機械振動に変換し、スクリーンメッシュに直接伝達します。これはリチウム電池粉末用途向け超音波振動篩の中核技術であり、超微粉体篩分けにおけるメッシュ詰まりを効果的に防止します。.

防着・耐食処理
材料特性に基づき、篩分け機のすべての製品接触部品（スクリーンフレームを含む）にはPTFE（テフロン）コーティングが施されています。これにより、材料の付着を防止し、リチウム電池前駆体粉末に含まれる可能性のある微量の腐食性成分に対する耐性を提供します。.

カスタマイズスクリーンメッシュ
高張力・高精度ステンレス鋼メッシュが採用され、目標分級点は400メッシュ（約38μm）です。メッシュは超音波システムと連動して、安定かつ精密なリチウム電池粉末篩分けを実現します。.

動作モード
本設備は デュアルドライブシステム. で動作します。底部の振動モーターが三次元機械振動を生成し、材料の均一な分布と前方搬送を確保します。同時に、重畳された超音波振動がスクリーンメッシュ上に高周波・低振幅の微振動を生成し、粒子の付着力と静電気力を効果的に破壊して、リチウム電池粉末処理用超音波振動篩の安定動作を確保します。.

顧客からのフィードバックと稼働実績

設備の設置と試運転後、1ヶ月間の連続生産モニタリングを経て、顧客から以下のフィードバックが提供されました：

目詰まり問題の完全解決： 超音波の高周波振動により、スクリーンメッシュは常に「自己洗浄」状態に保たれ、材料がメッシュ開口部に付着するのを防ぎます。顧客はスクリーン清掃のための停止時間なしで72時間の連続無停止運転を達成し、生産能力を完全に解放しました。.
篩分け精度と効率の大幅な向上： 統計によると、目標粒子径範囲（400メッシュ）の製品篩分け歩留まりは約75%から98%以上に安定して向上しました。製品粒度分布の集中度（Span値）は大幅に改善され、バッチ間の一貫性はハイエンド顧客の要件を満たしています。.
歩留まりの大幅な増加： 凝集と目詰まりによる微粉の損失は実質的に排除され、全体的な原材料歩留まりが約5%増加し、大きな経済的効果をもたらしました。.
安定かつ信頼性の高い動作： 本設備支援12〜24時間の連続工業運転に対応しています。超音波システムは安定して動作し、追加の冷却装置を必要としません。出荷前に実施した2時間の全負荷試験により、その信頼性が検証されています。.

对比表

リチウム電池粉末用超音波振動ふるいがもたらす改善を明確に評価するため、導入前後の性能を以下にまとめます：

性能指標	導入前（振動ふるい）	導入後（JR-C-1000超音波振動ふるい）
ふるい目詰まり	深刻な目詰まり、シフトごとに2〜3回の手動清掃が必要	自己洗浄機能により、運転中の目詰まりなし
连续运行	频繁停机清洗	实现72小时连续运行
筛选效率	不稳定，约75%超细粉通过率	稳定，超过98%通过率
颗粒一致性	差，粒度分布宽	粒度分布高度均匀
物料收率	因堵塞导致大量细粉损失	收率提高约5%
维护要求	人工和筛网磨损成本高	维护需求极低
生产稳定性	中断且不稳定	稳定的工业级连续运行

锂电池粉末超声波振动筛的优势

该设备 锂电池粉末超声波振动筛应用 提供以下关键优势：

防堵塞与自清洁： 高频超声波振动从根本上解决超细粉末、高静电材料及易团聚材料引起的筛网堵塞问题。.
高精度筛分： 特别适用于200–635目（18–75 μm）范围内超细粉末的精确分级，筛分精度提升5%–70%。.
提高产能与收率： 稳定无堵塞运行使筛分能力提升0.5–10倍，同时减少物料浪费。.
特殊物料适应性： 定制化解决方案，如PTFE涂层，可处理粘性、腐蚀性或高纯度要求的物料。.

超声波振动筛的典型应用

業界	典型物料
新エネルギー材料	锂电池正极/负极粉末、磁性粉末、合金粉末
粉末冶金	钼粉、钨粉、镍粉、钴粉
化工与涂料	碳化硅、碳化硼、石英粉
食品産業	淀粉、糖粉、奶粉、咖啡粉
医薬品	原料药粉末、草本粉末
陶瓷材料	氧化铝、陶瓷粉末、研磨粉末