Katodi materiaali
Epäorgaanisten elektrodimateriaalien valmistuksessa litiumioniakkuja varten korkean lämpötilan kiinteän olomuodon reaktio on yleisimmin käytetty.Korkean lämpötilan kiinteäfaasireaktio: viittaa prosessiin, jossa reagoivat aineet, mukaan lukien kiinteän faasin aineet, reagoivat tietyn ajan tietyssä lämpötilassa ja tuottavat kemiallisia reaktioita eri alkuaineiden keskinäisen diffuusion kautta tuottaakseen stabiileimpia yhdisteitä tietyssä lämpötilassa mukaan lukien kiinteä-kiinteä-reaktio, kiinteä-kaasu-reaktio ja kiinteä-neste-reaktio.
Vaikka käytettäisiinkin sooli-geelimenetelmää, yhteissaostusmenetelmää, hydrotermistä menetelmää ja solvotermistä menetelmää, tarvitaan tavallisesti kiinteäfaasireaktio tai kiinteäfaasisintraus korkeassa lämpötilassa.Tämä johtuu siitä, että litiumioniakun toimintaperiaate edellyttää, että sen elektrodimateriaali voi toistuvasti asettaa ja poistaa li+, joten sen hilarakenteen tulee olla riittävän stabiili, mikä edellyttää, että aktiivisten aineiden kiteisyys on korkea ja kiderakenne säännöllinen. .Tämä on vaikea saavuttaa matalissa lämpötiloissa, joten tällä hetkellä tosiasiallisesti käytettyjen litiumioniakkujen elektrodimateriaalit saadaan periaatteessa korkean lämpötilan solid-state-reaktiolla.
Katodimateriaalin käsittelyn tuotantolinja sisältää pääasiassa sekoitusjärjestelmän, sintrausjärjestelmän, murskausjärjestelmän, vesipesujärjestelmän (vain korkea nikkeli), pakkausjärjestelmä, jauheen kuljetusjärjestelmä ja älykäs ohjausjärjestelmä.
Kun märkäsekoitusprosessia käytetään litiumioniakkujen katodimateriaalien valmistuksessa, kohdataan usein kuivumisongelmia.Märkäsekoitusprosessissa käytetyt erilaiset liuottimet johtavat erilaisiin kuivausprosesseihin ja -laitteisiin.Tällä hetkellä märkäsekoitusprosessissa käytetään pääasiassa kahdenlaisia liuottimia: vedettömät liuottimet, nimittäin orgaaniset liuottimet, kuten etanoli, asetoni jne.;Vesiliuotin.Kuivauslaitteet litiumioniakkukatodimateriaalien märkäsekoitukseen sisältävät pääasiassa: pyörivä tyhjiökuivain, tyhjiökuivain, ruiskukuivain, tyhjiöhihnakuivain.
Litium-ioni-akkujen katodimateriaalien teollisessa tuotannossa käytetään yleensä korkean lämpötilan solid-state-sintraussynteesiprosessia, ja sen ydin- ja keskeinen laitteisto on sintrausuuni.Litiumioniakkukatodimateriaalien valmistukseen käytettävät raaka-aineet sekoitetaan tasaisesti ja kuivataan, sitten ladataan uuniin sintrausta varten ja puretaan sitten uunista murskaus- ja luokitteluprosessiin.Katodimateriaalien valmistuksessa tekniset ja taloudelliset indikaattorit, kuten lämpötilan säätölämpötila, lämpötilan tasaisuus, ilmakehän säätö ja tasaisuus, jatkuvuus, tuotantokapasiteetti, energiankulutus ja uunin automaatioaste, ovat erittäin tärkeitä.Tällä hetkellä tärkeimmät katodimateriaalien valmistuksessa käytettävät sintrauslaitteet ovat työntöuuni, rullauuni ja kellopurkkiuuni.
◼ Rullauuni on keskikokoinen tunneliuuni, jossa on jatkuva lämmitys ja sintraus.
◼ Uunin ilmakehän mukaan, kuten työntöuuni, myös rullauuni jaetaan ilmauuniin ja ilmauuniin.
- Ilmauuni: käytetään pääasiassa hapettavaa ilmakehää vaativien materiaalien, kuten litiummanganaattimateriaalien, litiumkobolttioksidimateriaalien, kolmikomponenttien jne., sintraamiseen;
- Atmosfääriuuni: käytetään pääasiassa NCA-kolmiaineisiin, litiumrautafosfaattimateriaaleihin (LFP), grafiittianodimateriaaleihin ja muihin sintrausmateriaaleihin, jotka tarvitsevat ilmakehän (kuten N2 tai O2) kaasusuojauksen.
◼ Rullauunissa käytetään vierintäkitkaprosessia, joten propulsiovoima ei vaikuta uunin pituuteen.Teoriassa se voi olla loputon.Uunin ontelorakenteen ominaisuudet, parempi konsistenssi tuotteita poltettaessa ja suuri uunin ontelorakenne edistävät paremmin ilmavirran liikettä uunissa sekä tuotteiden tyhjennys- ja kumipurkausta.Se on suositeltu laite korvata työntöuuni, jotta voidaan todella toteuttaa laajamittaista tuotantoa.
◼ Tällä hetkellä litiumkobolttioksidia, trinaarista, litiummanganaattia ja muita litiumioniakkujen katodimateriaaleja sintrataan ilmarullauunissa, litiumrautafosfaattia sintrataan typellä suojatussa telauunissa ja NCA sintrataan telalla. happisuojattu uuni.
Negatiivinen elektrodi materiaali
Keinotekoisen grafiitin perusprosessivirran päävaiheita ovat esikäsittely, pyrolyysi, jauhatuskuula, grafitointi (eli lämpökäsittely, jotta alunperin epäjärjestyneet hiiliatomit järjestetään siististi ja tärkeimmät tekniset linkit), sekoitus, pinnoitus, sekoitus seulonta, punnitus, pakkaus ja varastointi.Kaikki toiminnot ovat hienoja ja monimutkaisia.
◼ Rakeistus jaetaan pyrolyysiprosessiin ja kuulajauhatusseulontaprosessiin.
Pyrolyysiprosessissa laita välimateriaali 1 reaktoriin, korvaa reaktorin ilma N2:lla, sulje reaktori, lämmitä sähköisesti lämpötilakäyrän mukaan, sekoita 200 ~ 300 ℃ 1~3 tuntia ja jatka sitten. lämmitä se 400 ~ 500 ℃, sekoita saadaksesi materiaalia, jonka hiukkaskoko on 10 ~ 20 mm, alenna lämpötilaa ja tyhjennä se saadaksesi välimateriaalia 2. Pyrolyysiprosessissa käytetään kahdenlaisia laitteita, pystyreaktoria ja jatkuvaa reaktoria. rakeistuslaitteet, joilla molemmilla on sama periaate.Ne molemmat sekoitetaan tai liikkuvat tietyn lämpötilakäyrän alla muuttaakseen materiaalin koostumusta ja fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia reaktorissa.Erona on, että pystykattila on kuuman ja kylmän vedenkeittimen yhdistelmätila.Kattilan materiaalikomponentit vaihdetaan sekoittamalla kuuman kattilan lämpötilakäyrän mukaan.Valmistuttuaan se laitetaan jäähdytyskattilaan jäähdytystä varten ja kuumaa kattilaa voidaan syöttää.Jatkuva rakeistuslaitteisto toteuttaa jatkuvan toiminnan alhaisella energiankulutuksella ja suurella teholla.
◼ Hiiletys ja grafitointi ovat välttämätön osa.Hiiletysuuni hiilee materiaalit keskipitkissä ja matalissa lämpötiloissa.Hiiletysuunin lämpötila voi nousta 1600 celsiusasteeseen, mikä voi täyttää hiiltymisen tarpeet.Erittäin tarkka älykäs lämpötilansäädin ja automaattinen PLC-valvontajärjestelmä tekevät hiiltymisprosessissa syntyvistä tiedoista tarkasti hallittavissa.
Grafitointiuuni, mukaan lukien vaakasuora korkea lämpötila, alempi purkaus, pystysuora jne., sijoittaa grafiitin kuumaan grafiitin vyöhykkeeseen (hiiltä sisältävä ympäristö) sintrausta ja sulatusta varten, ja lämpötila voi tänä aikana nousta 3200 ℃.
◼ Pinnoite
Välimateriaali 4 kuljetetaan siiloon automaattisen kuljetusjärjestelmän kautta ja materiaali täytetään automaattisesti laatikkoprometiumiin manipulaattorin toimesta.Automaattinen kuljetusjärjestelmä kuljettaa laatikkoprometiumin jatkuvatoimiseen reaktoriin (telauuniin) pinnoitusta varten, Hanki välimateriaali 5 (typen suojassa materiaali kuumennetaan 1150 ℃ lämpötilaan tietyn lämpötilan nousukäyrän mukaan 8-10 tunnin ajan. Lämmitysprosessi on laitteiden lämmittäminen sähköllä, ja lämmitysmenetelmä on epäsuora. Kuumennus muuttaa grafiittihiukkasten pinnalla olevan korkealaatuisen asfaltin lämmityksen aikana korkealaatuisessa asfaltissa olevat hartsit tiivistyy ja kiteen morfologia muuttuu (amorfinen tila muuttuu kiteiseksi), luonnollisten pallomaisten grafiittihiukkasten pinnalle muodostuu järjestetty mikrokiteinen hiilikerros ja lopuksi muodostuu päällystetty grafiitin kaltainen materiaali, jolla on "ydin-kuori" -rakenne. saatu