Materiál katody
Při přípravě anorganických elektrodových materiálů pro lithium-iontové baterie se nejčastěji používá vysokoteplotní reakce v pevném stavu.Vysokoteplotní reakce v pevné fázi: označuje proces, při kterém reaktanty včetně látek v pevné fázi reagují po určitou dobu při určité teplotě a produkují chemické reakce prostřednictvím vzájemné difúze mezi různými prvky za vzniku nejstabilnějších sloučenin při určité teplotě. včetně reakce pevná látka-pevná látka, reakce pevná látka-plyn a reakce pevná látka-kapalina.
I když se používá metoda sol-gel, metoda koprecipitace, hydrotermální metoda a solvotermální metoda, je obvykle vyžadována reakce v pevné fázi nebo slinování v pevné fázi při vysoké teplotě.Je to proto, že pracovní princip lithium-iontové baterie vyžaduje, aby její elektrodový materiál mohl opakovaně vkládat a odstraňovat li+, takže její mřížková struktura musí mít dostatečnou stabilitu, což vyžaduje, aby krystalinita aktivních materiálů byla vysoká a krystalická struktura by měla být pravidelná. .Toho je obtížné dosáhnout za podmínek nízké teploty, takže elektrodové materiály lithium-iontových baterií, které se v současnosti používají, se v zásadě získávají vysokoteplotní reakcí v pevné fázi.
Výrobní linka na zpracování katodového materiálu zahrnuje především míchací systém, slinovací systém, drtící systém, systém mytí vodou (pouze s vysokým obsahem niklu), balicí systém, systém dopravy prášku a inteligentní řídicí systém.
Při použití procesu mokrého míchání při výrobě katodových materiálů pro lithium-iontové baterie se často vyskytují problémy se sušením.Různá rozpouštědla použitá v procesu mokrého míchání povedou k různým sušícím procesům a různým zařízením.V současné době se v procesu mokrého míchání používají hlavně dva druhy rozpouštědel: nevodná rozpouštědla, konkrétně organická rozpouštědla, jako je ethanol, aceton atd.;Vodní rozpouštědlo.Sušicí zařízení pro mokré míchání katodových materiálů lithium-iontových baterií zahrnuje především: vakuovou rotační sušičku, vakuovou hrablovou sušičku, sprejovou sušičku, vakuovou pásovou sušičku.
Průmyslová výroba katodových materiálů pro lithium-iontové baterie obvykle využívá vysokoteplotní proces syntézy v pevné fázi a jejím jádrem a klíčovým zařízením je slinovací pec.Suroviny pro výrobu katodových materiálů pro lithium-iontové baterie jsou rovnoměrně promíchány a vysušeny, poté vloženy do pece ke spékání a poté vyloženy z pece do procesu drcení a třídění.Pro výrobu katodových materiálů jsou velmi důležité technické a ekonomické ukazatele, jako je teplota regulace teploty, rovnoměrnost teploty, regulace a rovnoměrnost atmosféry, kontinuita, výrobní kapacita, spotřeba energie a stupeň automatizace pece.V současnosti jsou hlavní slinovací zařízení používaná při výrobě katodových materiálů vytlačovací pec, válečková pec a zvonová pec.
◼ Válcová pec je středně velká tunelová pec s kontinuálním ohřevem a slinováním.
◼ Podle atmosféry pece se, stejně jako tlačná pec, také válcová pec dělí na vzduchovou pec a atmosférickou pec.
- Vzduchová pec: používá se hlavně pro slinování materiálů vyžadujících oxidační atmosféru, jako jsou materiály z manganistanu lithného, materiály z oxidu lithného kobaltu, ternární materiály atd.;
- Atmosférická pec: používá se hlavně pro ternární materiály NCA, materiály s fosforečnanem lithným (LFP), materiály s grafitovými anodami a další slinovací materiály, které potřebují ochranu atmosférickým plynem (jako je N2 nebo O2).
◼ Válcová pec využívá proces valivého tření, takže délka pece nebude ovlivněna hnací silou.Teoreticky to může být nekonečné.Charakteristiky struktury dutiny pece, lepší konzistence při vypalování produktů a velká struktura dutiny pece více napomáhá pohybu proudění vzduchu v peci a odvodňování a vypouštění pryže produktů.Je to upřednostňované zařízení, které nahrazuje vytlačovací pec, aby se skutečně realizovala výroba ve velkém měřítku.
◼ V současné době se lithium-kobaltový oxid, ternární, lithium-manganát a další katodové materiály lithium-iontových baterií slinují ve vzduchové válcové peci, zatímco fosforečnan lithný se slinuje ve válcové peci chráněné dusíkem a NCA se slinuje ve válcové peci pec chráněná kyslíkem.
Materiál negativní elektrody
Mezi hlavní kroky základního procesního toku umělého grafitu patří předúprava, pyrolýza, mlecí koule, grafitizace (tedy tepelné zpracování, aby byly původně neuspořádané atomy uhlíku uspořádány úhledně, a klíčové technické vazby), míchání, potahování, míchání třídění, vážení, balení a skladování.Všechny operace jsou v pořádku a složité.
◼ Granulace se dělí na proces pyrolýzy a prosévání pomocí kulového mletí.
V procesu pyrolýzy vložte do reaktoru meziprodukt 1, nahraďte vzduch v reaktoru N2, reaktor utěsněte, elektricky jej zahřejte podle teplotní křivky, míchejte při 200 ~ 300 ℃ po dobu 1 ~ 3 h a poté pokračujte zahřejte jej na 400 ~ 500 ℃, zamíchejte, abyste získali materiál o velikosti částic 10 ~ 20 mm, snižte teplotu a vypusťte jej, abyste získali meziprodukt 2. V procesu pyrolýzy se používají dva druhy zařízení, vertikální reaktor a kontinuální granulační zařízení, přičemž obě mají stejný princip.Oba se míchají nebo pohybují pod určitou teplotní křivkou, aby se změnilo materiálové složení a fyzikální a chemické vlastnosti v reaktoru.Rozdíl je v tom, že vertikální konvice je kombinací režimu horké konvice a studené konvice.Složky materiálu v kotli se mění mícháním podle teplotní křivky v horkém kotli.Po dokončení se vloží do chladicí konvice k ochlazení a horká konvice může být napájena.Zařízení pro kontinuální granulaci zajišťuje nepřetržitý provoz s nízkou spotřebou energie a vysokým výkonem.
◼ Karbonizace a grafitizace jsou nepostradatelnou součástí.Karbonizační pec karbonizuje materiály při středních a nízkých teplotách.Teplota karbonizační pece může dosáhnout 1600 stupňů Celsia, což může vyhovět potřebám karbonizace.Vysoce přesný inteligentní regulátor teploty a automatický monitorovací systém PLC zajistí přesnou kontrolu dat generovaných v procesu karbonizace.
Grafitizační pec, včetně horizontální vysokoteplotní, spodní, vertikální atd., umísťuje grafit do grafitové horké zóny (prostředí obsahující uhlík) pro slinování a tavení a teplota během tohoto období může dosáhnout 3200 ℃.
◼ Nátěr
Mezimateriál 4 je dopravován do sila přes automatický dopravní systém a materiál je automaticky plněn do boxu promethium manipulátorem.Automatický dopravní systém dopravuje krabicové promethium do kontinuálního reaktoru (válcové pece) k potažení, Získejte meziprodukt 5 (pod ochranou dusíku se materiál zahřeje na 1150 ℃ podle určité křivky nárůstu teploty po dobu 8~10h. Proces ohřevu spočívá v ohřevu zařízení elektřinou a způsob ohřevu je nepřímý. Ohřev přeměňuje vysoce kvalitní asfalt na povrchu grafitových částic na pyrolytický uhlíkový povlak v vysoce kvalitním asfaltu kondenzovat a morfologie krystalu je transformována (amorfní stav je transformován do krystalického stavu), Na povrchu částic přírodního kulovitého grafitu se vytvoří uspořádaná mikrokrystalická uhlíková vrstva a nakonec je potažený grafitový materiál se strukturou "jádro-skořápka". získané