Katodni material
Pri pripravi anorganskih elektrodnih materialov za litij-ionske baterije se najpogosteje uporablja visokotemperaturna reakcija v trdnem stanju.Visokotemperaturna trdnofazna reakcija: nanaša se na proces, pri katerem reaktanti, vključno s snovmi v trdni fazi, reagirajo nekaj časa pri določeni temperaturi in povzročijo kemične reakcije z medsebojno difuzijo med različnimi elementi, da nastanejo najbolj stabilne spojine pri določeni temperaturi , vključno z reakcijo trdno-trdno, reakcijo trdno-plin in reakcijo trdno-tekoče.
Tudi če se uporablja sol-gel metoda, metoda koprecipitacije, hidrotermalna metoda in solvotermalna metoda, je navadno potrebna reakcija v trdni fazi ali sintranje v trdni fazi pri visoki temperaturi.To je zato, ker načelo delovanja litij-ionske baterije zahteva, da lahko njen elektrodni material večkrat vstavlja in odstranjuje li+, zato mora imeti njena mrežasta struktura zadostno stabilnost, kar zahteva, da mora biti kristaliničnost aktivnih materialov visoka in kristalna struktura pravilna. .To je težko doseči pri nizkih temperaturah, zato so elektrodni materiali litij-ionskih baterij, ki se trenutno uporabljajo, v bistvu pridobljeni z visokotemperaturno reakcijo v trdnem stanju.
Proizvodna linija za obdelavo katodnega materiala vključuje predvsem mešalni sistem, sistem za sintranje, sistem za drobljenje, sistem za pranje vode (samo z visoko vsebnostjo niklja), sistem za pakiranje, sistem za transport prahu in inteligentni nadzorni sistem.
Ko se pri izdelavi katodnih materialov za litij-ionske baterije uporablja postopek mokrega mešanja, se pogosto pojavljajo težave s sušenjem.Različna topila, uporabljena v procesu mokrega mešanja, bodo vodila do različnih postopkov sušenja in opreme.Trenutno se v procesu mokrega mešanja uporabljata predvsem dve vrsti topil: nevodna topila, in sicer organska topila, kot so etanol, aceton itd.;Vodno topilo.Sušilna oprema za mokro mešanje katodnih materialov litij-ionske baterije vključuje predvsem: vakuumski rotacijski sušilnik, vakuumski sušilnik z grabljami, razpršilni sušilnik, vakuumski sušilnik s trakom.
Industrijska proizvodnja katodnih materialov za litij-ionske baterije običajno uporablja proces sinteze visokotemperaturnega polprevodniškega sintranja, njegovo jedro in ključna oprema pa je peč za sintranje.Surovine za proizvodnjo katodnih materialov za litij-ionske baterije so enakomerno zmešane in posušene, nato naložene v peč za sintranje in nato raztovorjene iz peči v postopek drobljenja in razvrščanja.Za proizvodnjo katodnih materialov so zelo pomembni tehnični in ekonomski kazalniki, kot so temperatura nadzora temperature, enakomernost temperature, nadzor in enakomernost atmosfere, kontinuiteta, proizvodna zmogljivost, poraba energije in stopnja avtomatizacije peči.Trenutno so glavna oprema za sintranje, ki se uporablja pri proizvodnji katodnih materialov, potisna peč, valjčna peč in zvonasta peč.
◼ Valjčna peč je srednje velika tunelska peč s kontinuiranim segrevanjem in sintranjem.
◼ Glede na atmosfero peči, tako kot potisna peč, je tudi valjčna peč razdeljena na zračno in atmosfersko peč.
- Zračna peč: uporablja se predvsem za sintranje materialov, ki zahtevajo oksidacijsko atmosfero, kot so materiali litijevega manganata, materiali litijevega kobaltovega oksida, trikomponentni materiali itd.;
- Atmosferska peč: uporablja se predvsem za trikomponentne materiale NCA, materiale iz litijevega železovega fosfata (LFP), materiale z grafitno anodo in druge materiale za sintranje, ki potrebujejo zaščito pred atmosfero (kot je N2 ali O2).
◼ Valjčna peč uporablja postopek kotalnega trenja, tako da pogonska sila ne vpliva na dolžino peči.Teoretično je lahko neskončno.Značilnosti strukture votline peči, boljša konsistenca pri žganju izdelkov in velika struktura votline peči so bolj ugodne za gibanje zračnega toka v peči ter odvajanje in odvajanje gume izdelkov.To je prednostna oprema za zamenjavo potisne peči za resnično uresničitev obsežne proizvodnje.
◼ Trenutno se litij-kobaltov oksid, ternarni, litijev manganat in drugi katodni materiali litij-ionskih baterij sintrajo v zračni valjčni peči, medtem ko se litijev železov fosfat sintra v valjčni peči, zaščiteni z dušikom, NCA pa se sintra v valjčni peči peč zaščitena s kisikom.
Material negativne elektrode
Glavni koraki osnovnega procesa umetnega grafita vključujejo predobdelavo, pirolizo, mlevno kroglo, grafitizacijo (to je toplotno obdelavo, tako da so prvotno neurejeni ogljikovi atomi lepo razporejeni, in ključne tehnične povezave), mešanje, premazovanje, mešanje pregledovanje, tehtanje, pakiranje in skladiščenje.Vse operacije so fine in zapletene.
◼ Granulacija je razdeljena na postopek pirolize in postopek presejanja krogličnega mletja.
V procesu pirolize dajte vmesni material 1 v reaktor, zamenjajte zrak v reaktorju z N2, zaprite reaktor, ga električno segrejte glede na temperaturno krivuljo, mešajte pri 200 ~ 300 ℃ 1 ~ 3 ure in nato nadaljujte da ga segrejemo na 400 ~ 500 ℃, ga premešamo, da dobimo material z velikostjo delcev 10 ~ 20 mm, znižamo temperaturo in ga izpraznimo, da dobimo vmesni material 2. V procesu pirolize se uporabljata dve vrsti opreme, vertikalni reaktor in neprekinjeni oprema za granulacijo, ki imata enak princip.Oba se mešata ali premikata pod določeno temperaturno krivuljo, da spremenita materialno sestavo ter fizikalne in kemijske lastnosti v reaktorju.Razlika je v tem, da je navpični kotliček kombinacija vročega in hladnega kotlička.Sestavine materiala v kotlu se spreminjajo z mešanjem glede na temperaturno krivuljo v vročem kotlu.Po zaključku se da v hladilni kotliček za hlajenje in vroč kotliček se lahko napaja.Oprema za neprekinjeno granulacijo zagotavlja neprekinjeno delovanje z nizko porabo energije in visokim izkoristkom.
◼ Karbonizacija in grafitizacija sta nepogrešljiv del.Karbonizacijska peč karbonizira materiale pri srednjih in nizkih temperaturah.Temperatura karbonizacijske peči lahko doseže 1600 stopinj Celzija, kar lahko zadovolji potrebe karbonizacije.Visoko natančen inteligentni temperaturni krmilnik in samodejni nadzorni sistem PLC omogočata natančen nadzor podatkov, ustvarjenih v procesu karbonizacije.
Grafitizacijska peč, vključno z vodoravno visoko temperaturo, nižjim izpustom, navpično itd., postavi grafit v vročo cono grafita (okolje, ki vsebuje ogljik) za sintranje in taljenje, temperatura v tem obdobju pa lahko doseže 3200 ℃.
◼ Premaz
Vmesni material 4 se transportira v silos preko avtomatskega transportnega sistema, material pa se samodejno napolni v škatlo promethium s pomočjo manipulatorja.Samodejni transportni sistem transportira škatlo prometija v neprekinjeni reaktor (valjna peč) za premazovanje, pridobite vmesni material 5 (pod zaščito dušika se material segreje na 1150 ℃ v skladu z določeno krivuljo dviga temperature 8 ~ 10 ur. Postopek ogrevanja je segrevanje opreme s posredno segrevanjem, ki pretvori visokokakovostni asfalt na površini grafitnih delcev v prevleko s pirolitičnim ogljikom kondenzira in kristalna morfologija se transformira (amorfno stanje se transformira v kristalno stanje), Na površini delcev naravnega sferičnega grafita se oblikuje urejena mikrokristalna ogljikova plast in končno je prevlečen grafitu podoben material s strukturo "jedro-lupina". pridobljeno