Katodmaterial
Vid framställning av oorganiska elektrodmaterial för litiumjonbatterier är högtemperaturreaktion i fast tillstånd den vanligaste.Högtemperatur fastfasreaktion: hänvisar till processen där reaktanterna inklusive fastfasämnen reagerar under en tidsperiod vid en viss temperatur och producerar kemiska reaktioner genom ömsesidig diffusion mellan olika element för att producera de mest stabila föreningarna vid en viss temperatur inkluderande fast-fast-reaktion, fast-gas-reaktion och fast-vätske-reaktion.
Även om sol-gel-metod, samutfällningsmetod, hydrotermisk metod och solvotermisk metod används, krävs vanligtvis fastfasreaktion eller fastfassintring vid hög temperatur.Detta beror på att litiumjonbatteriets arbetsprincip kräver att dess elektrodmaterial upprepade gånger kan sätta in och ta bort li+, så dess gitterstruktur måste ha tillräcklig stabilitet, vilket kräver att kristalliniteten hos aktiva material ska vara hög och kristallstrukturen ska vara regelbunden .Detta är svårt att uppnå under låga temperaturförhållanden, så elektrodmaterialen i litiumjonbatterier som faktiskt används för närvarande erhålls i princip genom högtemperaturreaktion i fast tillstånd.
Produktionslinjen för bearbetning av katodmaterial inkluderar huvudsakligen blandningssystem, sintringssystem, krosssystem, vattentvättsystem (endast högt nickel), förpackningssystem, pulvertransportsystem och intelligent kontrollsystem.
När våtblandningsprocessen används vid framställning av katodmaterial för litiumjonbatterier, uppstår ofta torkningsproblem.Olika lösningsmedel som används i våtblandningsprocessen kommer att leda till olika torkningsprocesser och utrustning.För närvarande finns det huvudsakligen två typer av lösningsmedel som används i våtblandningsprocessen: icke-vattenhaltiga lösningsmedel, nämligen organiska lösningsmedel såsom etanol, aceton, etc;Vattenlösningsmedel.Torkutrustningen för våtblandning av litiumjonbatteri-katodmaterial inkluderar huvudsakligen: vakuumroterande torktumlare, vakuumraktork, spraytork, vakuumbandtork.
Den industriella produktionen av katodmaterial för litiumjonbatterier använder vanligtvis högtemperatursintringssyntesprocesser i fast tillstånd, och dess kärna och nyckelutrustning är sintringsugn.Råmaterialen för produktion av litiumjonbatteri-katodmaterial blandas och torkas enhetligt, laddas sedan i ugnen för sintring och lossas sedan från ugnen till krossnings- och klassificeringsprocessen.För tillverkning av katodmaterial är de tekniska och ekonomiska indikatorerna såsom temperaturkontrolltemperatur, temperaturlikformighet, atmosfärskontroll och enhetlighet, kontinuitet, produktionskapacitet, energiförbrukning och automationsgrad för ugnen mycket viktiga.För närvarande är den huvudsakliga sintringsutrustningen som används vid tillverkning av katodmaterial tryckugn, rullugn och klockugn.
◼ Rullugn är en medelstor tunnelugn med kontinuerlig uppvärmning och sintring.
◼ Beroende på ugnsatmosfären, liksom tryckugnen, är rullugnen också uppdelad i luftugn och atmosfärisk ugn.
- Luftugn: används huvudsakligen för sintring av material som kräver oxiderande atmosfär, såsom litiummanganatmaterial, litiumkoboltoxidmaterial, ternära material, etc;
- Atmosfärsugn: används huvudsakligen för NCA-ternära material, litiumjärnfosfatmaterial (LFP), grafitanodmaterial och andra sintringsmaterial som behöver gasskydd i atmosfären (som N2 eller O2).
◼ Rullugnen använder rullfriktionsprocess, så längden på ugnen kommer inte att påverkas av framdrivningskraften.Teoretiskt kan det vara oändligt.Egenskaperna hos ugnskavitetens struktur, bättre konsistens vid bränning av produkter och den stora ugnskavitetens struktur är mer gynnsam för rörelsen av luftflödet i ugnen och dränering och gummiutsläpp av produkter.Det är den föredragna utrustningen för att ersätta pusherugnen för att verkligen realisera storskalig produktion.
◼ För närvarande sintras litiumkoboltoxid, ternärt, litiummanganat och andra katodmaterial från litiumjonbatterier i en luftrullugn, medan litiumjärnfosfat sintras i en rullugn skyddad av kväve, och NCA sintras i en rulle. ugn skyddad av syre.
Material för negativ elektrod
Huvudstegen i det grundläggande processflödet av konstgjord grafit inkluderar förbehandling, pyrolys, slipkula, grafitisering (det vill säga värmebehandling, så att de ursprungligen oordnade kolatomerna ordnas prydligt och de viktigaste tekniska länkarna), blandning, beläggning, blandning screening, vägning, paketering och lagerhållning.Alla operationer är fina och komplexa.
◼ Granulering är uppdelad i pyrolysprocess och kulmalningsscreeningsprocess.
I pyrolysprocessen, sätt in mellanmaterial 1 i reaktorn, ersätt luften i reaktorn med N2, förslut reaktorn, värm den elektriskt enligt temperaturkurvan, rör om vid 200 ~ 300 ℃ i 1 ~ 3 timmar och fortsätt sedan för att värma det till 400 ~ 500 ℃, rör om det för att få material med en partikelstorlek på 10 ~ 20 mm, sänk temperaturen och släpp ut det för att få mellanmaterial 2. Det finns två typer av utrustning som används i pyrolysprocessen, vertikal reaktor och kontinuerlig granuleringsutrustning, som båda har samma princip.De både rör om eller rör sig under en viss temperaturkurva för att ändra materialsammansättningen och fysikaliska och kemiska egenskaper i reaktorn.Skillnaden är att den vertikala vattenkokaren är en kombination av varm vattenkokare och kall vattenkokare.Materialkomponenterna i grytan ändras genom omrörning enligt temperaturkurvan i den varma grytan.Efter färdigställandet läggs den i kylgrytan för kylning, och den varma grytan kan matas.Utrustning för kontinuerlig granulering ger kontinuerlig drift, med låg energiförbrukning och hög effekt.
◼ Karbonisering och grafitisering är en oumbärlig del.Förkolningsugnen förkolnar materialen vid medelhöga och låga temperaturer.Temperaturen på karboniseringsugnen kan nå 1600 grader Celsius, vilket kan möta behoven av karbonisering.Den intelligenta temperaturregulatorn med hög precision och det automatiska PLC-övervakningssystemet kommer att göra data som genereras i karboniseringsprocessen noggrant kontrollerade.
Grafitiseringsugn, inklusive horisontell hög temperatur, lägre urladdning, vertikal, etc., placerar grafit i grafitvarmzon (kolhaltig miljö) för sintring och smältning, och temperaturen under denna period kan nå 3200 ℃.
◼ Beläggning
Mellanmaterialet 4 transporteras till silon genom det automatiska transportsystemet, och materialet fylls automatiskt i lådan prometium av manipulatorn.Det automatiska transportsystemet transporterar lådans prometium till den kontinuerliga reaktorn (rullugnen) för beläggning, hämta mellanmaterialet 5 (under skydd av kväve, materialet värms upp till 1150 ℃ enligt en viss temperaturökningskurva i 8 ~ 10 timmar. Uppvärmningsprocessen är att värma upp utrustningen genom elektricitet, och uppvärmningsmetoden är indirekt. Uppvärmningen förvandlar den högkvalitativa asfalten på ytan av grafitpartiklar till pyrolytisk kolbeläggning kondenseras, och kristallmorfologin omvandlas (amorft tillstånd omvandlas till kristallint tillstånd), ett ordnat mikrokristallint kolskikt bildas på ytan av naturliga sfäriska grafitpartiklar, och slutligen är ett belagt grafitliknande material med en "kärna-skal"-struktur. erhållits