Katode materiale
Ved fremstilling af uorganiske elektrodematerialer til lithium-ion-batterier er højtemperatur-faststofreaktion den mest almindeligt anvendte.Højtemperatur fastfasereaktion: refererer til den proces, hvor reaktanterne inklusive fastfasestoffer reagerer i en periode ved en bestemt temperatur og producerer kemiske reaktioner gennem den gensidige diffusion mellem forskellige grundstoffer for at producere de mest stabile forbindelser ved en bestemt temperatur , herunder faststof-fast-reaktion, fast-gas-reaktion og fast-væske-reaktion.
Selv hvis der anvendes sol-gel-metode, co-præcipitationsmetode, hydrotermisk metode og solvotermisk metode, er fastfasereaktion eller fastfasesintring ved høj temperatur normalt påkrævet.Dette skyldes, at lithium-ion-batteriets arbejdsprincip kræver, at dets elektrodemateriale gentagne gange kan indsætte og fjerne li+, så dets gitterstruktur skal have tilstrækkelig stabilitet, hvilket kræver, at krystalliniteten af aktive materialer skal være høj, og krystalstrukturen skal være regelmæssig. .Dette er vanskeligt at opnå under lave temperaturforhold, så elektrodematerialerne i lithium-ion-batterier, der faktisk anvendes i øjeblikket, opnås dybest set gennem højtemperatur-faststofreaktion.
Katodematerialebehandlingsproduktionslinjen omfatter hovedsageligt blandesystem, sintringssystem, knusesystem, vandvaskesystem (kun højt nikkel), emballagesystem, pulvertransportsystem og intelligent kontrolsystem.
Når vådblandingsprocessen anvendes til fremstilling af katodematerialer til lithium-ion-batterier, støder man ofte på tørreproblemer.Forskellige opløsningsmidler, der anvendes i vådblandingsprocessen, vil føre til forskellige tørreprocesser og udstyr.På nuværende tidspunkt er der hovedsageligt to slags opløsningsmidler, der anvendes i vådblandingsprocessen: ikke-vandige opløsningsmidler, nemlig organiske opløsningsmidler såsom ethanol, acetone osv.;Vandopløsningsmiddel.Tørreudstyret til vådblanding af lithium-ion batteri katode materialer omfatter hovedsageligt: vakuum rotationstørrer, vakuum rake tørrer, spray tørrer, vakuum båndtørrer.
Den industrielle produktion af katodematerialer til lithium-ion-batterier vedtager normalt højtemperatur faststofsintringssynteseproces, og dens kerne og nøgleudstyr er sintringsovn.Råmaterialerne til fremstilling af lithium-ion batteri katodematerialer blandes ensartet og tørres, indlæses derefter i ovnen til sintring og losses derefter fra ovnen til knuse- og klassificeringsprocessen.For produktionen af katodematerialer er de tekniske og økonomiske indikatorer som temperaturkontroltemperatur, temperaturensartethed, atmosfærekontrol og ensartethed, kontinuitet, produktionskapacitet, energiforbrug og automatiseringsgrad af ovnen meget vigtige.På nuværende tidspunkt er det vigtigste sintringsudstyr, der bruges til fremstilling af katodematerialer, skubbeovn, rulleovn og klokkeovn.
◼ Rulleovn er en mellemstor tunnelovn med kontinuerlig opvarmning og sintring.
◼ Ifølge ovnatmosfæren er rulleovnen ligesom skubbeovnen også opdelt i luftovn og atmosfæreovn.
- Luftovn: bruges hovedsageligt til sintringsmaterialer, der kræver oxiderende atmosfære, såsom lithiummanganatmaterialer, lithiumcoboltoxidmaterialer, ternære materialer osv.
- Atmosfæreovn: Anvendes hovedsageligt til NCA-ternære materialer, lithiumjernphosphat (LFP) materialer, grafitanodematerialer og andre sintringsmaterialer, der har brug for atmosfære (såsom N2 eller O2) gasbeskyttelse.
◼ Rulleovnen anvender rullefriktionsproces, så ovnens længde vil ikke blive påvirket af fremdriftskraften.Teoretisk kan det være uendeligt.Karakteristikaene for ovnhulestrukturen, bedre konsistens ved brænding af produkter og den store ovnhulestruktur er mere befordrende for bevægelsen af luftstrøm i ovnen og dræning og gummiudledning af produkter.Det er det foretrukne udstyr til at erstatte skubbeovnen for virkelig at realisere storproduktion.
◼ På nuværende tidspunkt sintres lithium-koboltoxid, ternært, lithiummanganat og andre katodematerialer af lithium-ion-batterier i en luftrulleovn, mens lithiumjernfosfat sintres i en valseovn beskyttet af nitrogen, og NCA sintres i en rulle. ovn beskyttet af ilt.
Negativt elektrodemateriale
De vigtigste trin i den grundlæggende processtrøm af kunstig grafit omfatter forbehandling, pyrolyse, slibebold, grafitisering (det vil sige varmebehandling, så de oprindeligt uordnede kulstofatomer er arrangeret pænt, og de vigtigste tekniske led), blanding, belægning, blanding screening, vejning, pakning og lager.Alle operationer er fine og komplekse.
◼ Granulering er opdelt i pyrolyseproces og kugleformalscreeningsproces.
I pyrolyseprocessen skal du sætte mellemmateriale 1 i reaktoren, erstatte luften i reaktoren med N2, forsegle reaktoren, opvarme den elektrisk i henhold til temperaturkurven, omrøre den ved 200 ~ 300 ℃ i 1 ~ 3 timer, og fortsæt derefter for at opvarme det til 400 ~ 500 ℃, rør det for at få materiale med en partikelstørrelse på 10 ~ 20 mm, sænk temperaturen og udtøm det for at få mellemmateriale 2. Der er to slags udstyr, der bruges i pyrolyseprocessen, vertikal reaktor og kontinuerlig granuleringsudstyr, som begge har samme princip.De både rører eller bevæger sig under en bestemt temperaturkurve for at ændre materialesammensætningen og fysiske og kemiske egenskaber i reaktoren.Forskellen er, at den lodrette kedel er en kombinationstilstand af varm kedel og kold kedel.Materialekomponenterne i kedlen ændres ved omrøring i henhold til temperaturkurven i den varme kedel.Efter færdiggørelse sættes den i kølekedlen til afkøling, og den varme kedel kan fodres.Kontinuerligt granuleringsudstyr realiserer kontinuerlig drift med lavt energiforbrug og høj output.
◼ Karbonisering og grafitisering er en uundværlig del.Karboniseringsovnen karboniserer materialerne ved mellem- og lave temperaturer.Temperaturen på karboniseringsovnen kan nå 1600 grader Celsius, hvilket kan opfylde behovene for karbonisering.Den intelligente temperaturregulator med høj præcision og det automatiske PLC-overvågningssystem vil gøre de data, der genereres i karboniseringsprocessen, kontrolleret nøjagtigt.
Grafitiseringsovn, inklusive vandret høj temperatur, lavere udledning, lodret osv., placerer grafit i grafit-varm zone (kulstofholdigt miljø) til sintring og smeltning, og temperaturen i denne periode kan nå 3200 ℃.
◼ Belægning
Mellemmaterialet 4 transporteres til siloen gennem det automatiske transportsystem, og materialet fyldes automatisk i kassen promethium af manipulatoren.Det automatiske transportsystem transporterer boksens promethium til den kontinuerlige reaktor (rulleovn) til belægning, Få mellemmaterialet 5 (under beskyttelse af nitrogen, materialet opvarmes til 1150 ℃ i henhold til en vis temperaturstigningskurve i 8 ~ 10 timer. Opvarmningsprocessen er at opvarme udstyret gennem elektricitet, og opvarmningsmetoden er indirekte. Opvarmningen forvandler højkvalitetsasfalten på overfladen af grafitpartikler til pyrolytisk kulstofbelægning kondensere, og krystalmorfologien transformeres (amorf tilstand omdannes til krystallinsk tilstand), Et ordnet mikrokrystallinsk kulstoflag dannes på overfladen af naturlige sfæriske grafitpartikler, og til sidst er et belagt grafitlignende materiale med en "kerne-skal" struktur. opnået