Katodemateriale
Ved fremstilling av uorganiske elektrodematerialer for litiumionbatterier er høytemperatur faststoffreaksjon den mest brukte.Høytemperatur fastfasereaksjon: refererer til prosessen der reaktantene inkludert fastfasestoffer reagerer i en periode ved en viss temperatur og produserer kjemiske reaksjoner gjennom gjensidig diffusjon mellom ulike elementer for å produsere de mest stabile forbindelsene ved en viss temperatur , inkludert fast-fast-reaksjon, fast-gass-reaksjon og fast-væske-reaksjon.
Selv om sol-gel-metoden, samutfellingsmetoden, hydrotermisk metode og solvotermisk metode brukes, kreves vanligvis fastfasereaksjon eller fastfasesintring ved høy temperatur.Dette er fordi arbeidsprinsippet til litiumionbatteri krever at elektrodematerialet gjentatte ganger kan sette inn og fjerne li+, så gitterstrukturen må ha tilstrekkelig stabilitet, noe som krever at krystalliniteten til aktive materialer skal være høy og krystallstrukturen bør være regelmessig. .Dette er vanskelig å oppnå under lave temperaturforhold, så elektrodematerialene til litium-ion-batterier som faktisk brukes i dag, oppnås i utgangspunktet gjennom høytemperatur faststoffreaksjon.
Produksjonslinjen for behandling av katodemateriale inkluderer hovedsakelig blandesystem, sintringssystem, knusesystem, vannvaskesystem (bare høy nikkel), emballasjesystem, pulvertransportsystem og intelligent kontrollsystem.
Når våtblandingsprosessen brukes i produksjonen av katodematerialer for litium-ion-batterier, oppstår ofte tørkeproblemer.Ulike løsemidler som brukes i våtblandingsprosessen vil føre til ulike tørkeprosesser og utstyr.For tiden er det hovedsakelig to typer løsningsmidler som brukes i våtblandingsprosessen: ikke-vandige løsningsmidler, nemlig organiske løsningsmidler som etanol, aceton, etc;Vann løsemiddel.Tørkeutstyret for våtblanding av litium-ion batteri katodematerialer inkluderer hovedsakelig: vakuum roterende tørketrommel, vakuum raketørker, spraytørker, vakuumbeltetørker.
Den industrielle produksjonen av katodematerialer for litium-ion-batterier vedtar vanligvis høytemperatur solid-state sintringssynteseprosess, og kjernen og nøkkelutstyret er sintringsovn.Råvarene for produksjon av litium-ion batteri katode materialer er jevnt blandet og tørket, deretter lastet inn i ovnen for sintring, og deretter losset fra ovnen inn i knuse- og klassifiseringsprosessen.For produksjon av katodematerialer er de tekniske og økonomiske indikatorene som temperaturkontrolltemperatur, temperaturensartethet, atmosfærekontroll og ensartethet, kontinuitet, produksjonskapasitet, energiforbruk og automatiseringsgrad av ovnen svært viktig.For tiden er det viktigste sintringsutstyret som brukes i produksjonen av katodematerialer skyveovn, rulleovn og klokkeovn.
◼ Rulleovn er en middels stor tunnelovn med kontinuerlig oppvarming og sintring.
◼ I henhold til ovnsatmosfæren, som skyveovnen, er rulleovnen også delt inn i luftovn og atmosfæreovn.
- Luftovn: brukes hovedsakelig til sintring av materialer som krever oksiderende atmosfære, for eksempel litiummanganatmaterialer, litiumkoboltoksidmaterialer, ternære materialer, etc;
- Atmosfæreovn: brukes hovedsakelig for NCA-ternære materialer, litiumjernfosfat (LFP) materialer, grafittanodematerialer og andre sintringsmaterialer som trenger atmosfære (som N2 eller O2) gassbeskyttelse.
◼ Rulleovnen bruker rullefriksjonsprosess, så lengden på ovnen vil ikke bli påvirket av fremdriftskraften.Teoretisk sett kan det være uendelig.Egenskapene til ovnshulrommets struktur, bedre konsistens ved avfyring av produkter, og den store ovnshulrommets struktur er mer gunstig for bevegelsen av luftstrømmen i ovnen og drenering og gummiutslipp av produkter.Det er det foretrukne utstyret for å erstatte skyveovnen for å virkelig realisere storskala produksjon.
◼ For tiden sintres litiumkoboltoksid, ternært, litiummanganat og andre katodematerialer i litiumionbatterier i en luftrulleovn, mens litiumjernfosfat sintres i en valseovn beskyttet av nitrogen, og NCA sintres i en valse. ovn beskyttet av oksygen.
Negativt elektrodemateriale
Hovedtrinnene i den grunnleggende prosessflyten av kunstig grafitt inkluderer forbehandling, pyrolyse, slipekule, grafitisering (det vil si varmebehandling, slik at de opprinnelig uordnede karbonatomene er ordnet pent, og de viktigste tekniske leddene), blanding, belegg, blanding sikting, veiing, pakking og lagring.Alle operasjoner er fine og komplekse.
◼ Granulering er delt inn i pyrolyseprosess og kulefresingsscreeningsprosess.
I pyrolyseprosessen, legg mellommateriale 1 inn i reaktoren, bytt ut luften i reaktoren med N2, forsegl reaktoren, varm den elektrisk i henhold til temperaturkurven, rør den ved 200 ~ 300 ℃ i 1 ~ 3 timer, og fortsett deretter for å varme det til 400 ~ 500 ℃, rør det for å få materiale med partikkelstørrelse på 10 ~ 20 mm, senk temperaturen og tøm det ut for å få mellommateriale 2. Det er to typer utstyr som brukes i pyrolyseprosessen, vertikal reaktor og kontinuerlig granuleringsutstyr, som begge har samme prinsipp.De både rører eller beveger seg under en viss temperaturkurve for å endre materialsammensetningen og fysiske og kjemiske egenskaper i reaktoren.Forskjellen er at den vertikale kjelen er en kombinasjonsmodus av varm kjele og kald kjele.Materialkomponentene i kjelen endres ved omrøring i henhold til temperaturkurven i den varme kjelen.Etter ferdigstillelse settes den i kjølekjelen for avkjøling, og den varme kjelen kan mates.Kontinuerlig granuleringsutstyr realiserer kontinuerlig drift, med lavt energiforbruk og høy ytelse.
◼ Karbonisering og grafitisering er en uunnværlig del.Karboniseringsovnen karboniserer materialene ved middels og lave temperaturer.Temperaturen på karboniseringsovnen kan nå 1600 grader Celsius, noe som kan møte behovene til karbonisering.Den intelligente temperaturkontrolleren med høy presisjon og det automatiske PLS-overvåkingssystemet vil gjøre dataene som genereres i karboniseringsprosessen nøyaktig kontrollert.
Grafitiseringsovn, inkludert horisontal høy temperatur, lavere utslipp, vertikal, etc., plasserer grafitt i grafitt-varmsone (karbonholdig miljø) for sintring og smelting, og temperaturen i denne perioden kan nå 3200 ℃.
◼ Belegg
Mellommaterialet 4 transporteres til siloen gjennom det automatiske transportsystemet, og materialet fylles automatisk inn i boksen promethium av manipulatoren.Det automatiske transportsystemet transporterer boksen promethium til den kontinuerlige reaktoren (rulleovnen) for belegg, få mellommaterialet 5 (under beskyttelse av nitrogen, materialet varmes opp til 1150 ℃ i henhold til en viss temperaturstigningskurve i 8 ~ 10 timer. Oppvarmingsprosessen er å varme opp utstyret gjennom elektrisitet, og oppvarmingsmetoden er indirekte. Oppvarmingen gjør asfalten av høy kvalitet på overflaten av grafittpartikler til pyrolytisk karbonbelegg kondensere, og krystallmorfologien transformeres (amorf tilstand omdannes til krystallinsk tilstand), Et ordnet mikrokrystallinsk karbonlag dannes på overflaten av naturlige sfæriske grafittpartikler, og til slutt er et belagt grafittlignende materiale med en "kjerne-skall"-struktur. oppnådd