Материал катода
При получении неорганических электродных материалов для литий-ионных аккумуляторов наиболее часто используется высокотемпературная твердофазная реакция.Высокотемпературная твердофазная реакция: относится к процессу, в котором реагенты, включая твердофазные вещества, реагируют в течение определенного периода времени при определенной температуре и вызывают химические реакции посредством взаимной диффузии между различными элементами с образованием наиболее стабильных соединений при определенной температуре. , включая реакцию твердого тела, реакцию твердого тела и газа и реакцию твердого тела и жидкости.
Даже если используются золь-гель метод, метод соосаждения, гидротермальный метод и сольвотермический метод, обычно требуется твердофазная реакция или твердофазное спекание при высокой температуре.Это связано с тем, что принцип работы литий-ионной батареи требует, чтобы материал ее электрода мог неоднократно вставлять и удалять li+, поэтому ее структура решетки должна иметь достаточную стабильность, что требует, чтобы кристалличность активных материалов была высокой, а кристаллическая структура - регулярной. .Этого трудно достичь в условиях низких температур, поэтому электродные материалы реально используемых в настоящее время литий-ионных аккумуляторов в основном получаются посредством высокотемпературной твердотельной реакции.
Производственная линия по обработке катодного материала в основном включает в себя систему смешивания, систему спекания, систему дробления, систему промывки водой (только с высоким содержанием никеля), систему упаковки, систему подачи порошка и интеллектуальную систему управления.
Когда процесс мокрого смешивания используется при производстве катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов, часто возникают проблемы с сушкой.Различные растворители, используемые в процессе влажного смешивания, приводят к различным процессам сушки и оборудованию.В настоящее время в процессе влажного смешивания используются в основном два типа растворителей: неводные растворители, а именно органические растворители, такие как этанол, ацетон и т. д.;Водный растворитель.Сушильное оборудование для влажного смешивания катодных материалов литий-ионных аккумуляторов в основном включает в себя: вакуумную ротационную сушилку, вакуумную грабличную сушилку, распылительную сушилку, вакуумную ленточную сушилку.
Промышленное производство катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов обычно использует процесс высокотемпературного твердотельного синтеза спекания, а его основным и ключевым оборудованием является спекающая печь.Сырье для производства катодных материалов литий-ионных аккумуляторов равномерно смешивается и сушится, затем загружается в печь для спекания, а затем выгружается из печи в процесс дробления и классификации.Для производства катодных материалов очень важны технико-экономические показатели, такие как температура контроля температуры, однородность температуры, контроль и однородность атмосферы, непрерывность, производственная мощность, энергопотребление и степень автоматизации печи.В настоящее время основным агломерационным оборудованием, используемым при производстве катодных материалов, являются толкательная печь, роликовая печь и колпаковая печь.
◼ Роликовая печь представляет собой туннельную печь среднего размера с непрерывным нагревом и спеканием.
◼ В зависимости от атмосферы печи, как и толкательная печь, роликовая печь также делится на воздушную печь и печь с атмосферой.
- Воздушная печь: в основном используется для спекания материалов, требующих окислительной атмосферы, таких как материалы из манганата лития, материалы из оксида лития-кобальта, тройные материалы и т. д.;
- Атмосферная печь: в основном используется для тройных материалов NCA, материалов из литий-железо-фосфата (LFP), графитовых анодных материалов и других материалов для спекания, требующих защиты от газа в атмосфере (например, N2 или O2).
◼ В роликовой печи применяется процесс трения качения, поэтому движущая сила не влияет на длину печи.Теоретически оно может быть бесконечным.Характеристики структуры полости печи, лучшая консистенция при обжиге изделий, а большая конструкция полости печи более способствует движению воздушного потока в печи, а также дренажу и выпуску резины из продуктов.Это предпочтительное оборудование для замены толкательной печи для действительно крупномасштабного производства.
◼ В настоящее время оксид лития, кобальта, тройной, манганат лития и другие катодные материалы литий-ионных аккумуляторов спекаются в воздушной роликовой печи, в то время как литий-железофосфат спекается в роликовой печи, защищенной азотом, а NCA спекается в роликовой печи. печь защищена кислородом.
Материал отрицательного электрода
Основные этапы основной технологической схемы искусственного графита включают предварительную обработку, пиролиз, мелющий шар, графитизацию (то есть термообработку, чтобы исходно неупорядоченные атомы углерода располагались аккуратно, а также ключевые технические звенья), смешивание, нанесение покрытия, перемешивание. сортировка, взвешивание, упаковка и складирование.Все операции тонкие и сложные.
◼ Грануляция подразделяется на процесс пиролиза и процесс сортировки через шаровую мельницу.
В процессе пиролиза поместите промежуточный материал 1 в реактор, замените воздух в реакторе на N2, запечатайте реактор, нагрейте его электрически в соответствии с температурной кривой, перемешайте при 200 ~ 300 ℃ в течение 1–3 часов, а затем продолжайте. нагреть его до 400 ~ 500 ℃, перемешать, чтобы получить материал с размером частиц 10 ~ 20 мм, снизить температуру и выгрузить его, чтобы получить промежуточный материал. 2. В процессе пиролиза используется два типа оборудования: вертикальный реактор и реактор непрерывного действия. оборудование для грануляции, оба из которых имеют один и тот же принцип.Они либо перемешиваются, либо движутся под определенной температурной кривой, изменяя состав материала, а также физические и химические свойства в реакторе.Разница в том, что вертикальный чайник представляет собой комбинированный режим горячего и холодного чайника.Компоненты материала в котле меняются путем перемешивания в соответствии с температурной кривой в горячем котле.После завершения его помещают в охлаждающий котел для охлаждения, и можно подавать горячий котел.Оборудование непрерывного гранулирования обеспечивает непрерывную работу с низким энергопотреблением и высокой производительностью.
◼ Карбонизация и графитизация являются неотъемлемой частью.Печь карбонизации карбонизирует материалы при средних и низких температурах.Температура печи карбонизации может достигать 1600 градусов Цельсия, что соответствует потребностям карбонизации.Высокоточный интеллектуальный контроллер температуры и автоматическая система мониторинга ПЛК обеспечивают точный контроль данных, генерируемых в процессе карбонизации.
Печь графитизации, в том числе горизонтальная высокотемпературная, с нижней разгрузкой, вертикальная и т. д., помещает графит в горячую зону графита (углеродсодержащую среду) для спекания и плавки, а температура в этот период может достигать 3200 ℃.
◼ Покрытие
Промежуточный материал 4 транспортируется в силос через систему автоматической транспортировки, и материал автоматически загружается в коробку прометия манипулятором.Автоматическая система транспортировки транспортирует коробчатый прометий в реактор непрерывного действия (роликовую печь) для нанесения покрытия. Получите промежуточный материал 5 (под защитой азота материал нагревается до 1150 ℃ в соответствии с определенной кривой повышения температуры в течение 8 ~ 10 часов. Процесс нагрева заключается в нагреве оборудования с помощью электричества, а метод нагрева является непрямым. Нагрев превращает высококачественный асфальт на поверхности частиц графита в пиролитическое углеродное покрытие. В процессе нагрева смолы в высококачественном асфальте. конденсируются, морфология кристаллов трансформируется (аморфное состояние переходит в кристаллическое). На поверхности частиц природного сферического графита образуется упорядоченный микрокристаллический углеродный слой и, наконец, образуется покрытый графитоподобный материал со структурой «ядро-оболочка». полученный