Katód anyag
A lítium-ion akkumulátorok szervetlen elektródaanyagainak előállításánál a magas hőmérsékletű szilárdtest reakció a leggyakrabban alkalmazott.Magas hőmérsékletű szilárdfázisú reakció: arra a folyamatra utal, amelyben a reagensek, beleértve a szilárd fázisú anyagokat is, egy bizonyos hőmérsékleten egy ideig reagálnak, és kémiai reakciókat hoznak létre a különböző elemek közötti kölcsönös diffúzió révén, hogy egy bizonyos hőmérsékleten a legstabilabb vegyületeket állítsák elő. ideértve a szilárd-szilárd reakciót, a szilárd-gáz reakciót és a szilárd-folyadék reakciót.
Még ha szol-gél módszert, koprecipitációs módszert, hidrotermikus módszert és szolvotermikus módszert is alkalmazunk, általában szilárd fázisú reakcióra vagy szilárd fázisú szinterezésre van szükség magas hőmérsékleten.Ennek oka, hogy a lítium-ion akkumulátor működési elve megköveteli, hogy az elektród anyaga többször tudjon behelyezni és eltávolítani a Li+-t, így a rácsszerkezetének kellő stabilitásúnak kell lennie, ami megköveteli, hogy az aktív anyagok kristályossága magas legyen és a kristályszerkezet szabályos legyen. .Ezt alacsony hőmérsékleten nehéz elérni, ezért a jelenleg ténylegesen használt lítium-ion akkumulátorok elektródaanyagait alapvetően magas hőmérsékletű szilárdtest reakcióval nyerik.
A katódanyag-feldolgozó gyártósor főként keverőrendszert, szinterező rendszert, zúzórendszert, vízmosó rendszert (csak magas nikkeltartalmú), csomagolórendszert, porszállító rendszert és intelligens vezérlőrendszert tartalmaz.
Ha nedves keverési eljárást alkalmaznak a lítium-ion akkumulátorok katódanyagainak gyártása során, gyakran szembesülnek száradási problémákkal.A nedves keverési folyamatban használt különböző oldószerek eltérő szárítási folyamatokhoz és berendezésekhez vezetnek.Jelenleg főként kétféle oldószert használnak a nedves keverési folyamatban: nem vizes oldószerek, nevezetesen szerves oldószerek, mint például etanol, aceton stb.;Víz oldószer.A lítium-ion akkumulátor katód anyagok nedves keverésére szolgáló szárítóberendezések főként a következőket tartalmazzák: vákuum-forgószárító, vákuumos gereblye-szárító, porlasztószárító, vákuumszalagos szárító.
A lítium-ion akkumulátorok katódanyagainak ipari gyártása általában magas hőmérsékletű szilárdtest szinterezési eljárást alkalmaz, és a mag és a legfontosabb berendezés a szinterező kemence.A lítium-ion akkumulátor katód anyagok előállításához szükséges alapanyagokat egyenletesen összekeverik és megszárítják, majd szinterezéshez a kemencébe töltik, majd a kemencéből kirakodják az aprítási és osztályozási folyamatba.A katód anyagok gyártásánál nagyon fontosak a műszaki és gazdasági mutatók, mint a hőmérséklet szabályozási hőmérséklet, a hőmérséklet egyenletessége, a légkör szabályozása és egyenletessége, a folytonosság, a termelési kapacitás, az energiafogyasztás és a kemence automatizáltsága.Jelenleg a katódanyagok előállításához használt fő szinterező berendezések a tolókemencék, a görgős kemence és a harangkemencék.
◼ A roller kemence egy közepes méretű alagút kemence folyamatos fűtéssel és szintereléssel.
◼ A kemence légkörének megfelelően, a tolókemencéhez hasonlóan, a görgős kemence is fel van osztva légkemencére és légkemencére.
- Levegő kemence: elsősorban oxidáló atmoszférát igénylő anyagok szinterezésére használják, például lítium-manganát anyagok, lítium-kobalt-oxid anyagok, háromkomponensű anyagok stb.
- Atmoszférikus kemence: elsősorban NCA háromkomponensű anyagokhoz, lítium-vas-foszfát (LFP) anyagokhoz, grafit anód anyagokhoz és egyéb szinterező anyagokhoz használják, amelyek légköri (például N2 vagy O2) gázvédelmet igényelnek.
◼ A görgős kemence gördülősúrlódási folyamatot alkalmaz, így a kemence hosszát nem befolyásolja a meghajtó erő.Elméletileg végtelen lehet.A kemenceüreg szerkezetének jellemzői, a termékek égetésekor jobb konzisztencia, valamint a nagy kemenceüreg szerkezete jobban elősegíti a légáramlás mozgását a kemencében, valamint a termékek vízelvezetését és gumiürítését.Ez az előnyben részesített berendezés a tolókemencék cseréjére, hogy valóban nagyüzemi termelést valósíthasson meg.
◼ Jelenleg a lítium-ion akkumulátorok lítium-kobalt-oxidját, terner, lítium-manganátját és egyéb katódanyagait levegőhengeres kemencében szinterelik, míg a lítium-vas-foszfátot nitrogénnel védett görgős kemencében, az NCA-t pedig hengerben szinterelik. oxigénnel védett kemence.
Negatív elektróda anyaga
A mesterséges grafit alapfolyamatának fő lépései az előkezelés, a pirolízis, az őrlőgolyó, a grafitozás (vagyis a hőkezelés, hogy az eredetileg rendezetlen szénatomok szépen rendeződjenek, és a legfontosabb technikai láncszemek), keverés, bevonat, keverés. szűrés, mérés, csomagolás és raktározás.Minden művelet finom és összetett.
◼ A granulálás pirolízis folyamatra és golyós őrlési eljárásra oszlik.
A pirolízis során helyezze be az 1. köztes anyagot a reaktorba, cserélje ki a reaktor levegőjét N2-re, zárja le a reaktort, melegítse elektromosan a hőmérsékleti görbe szerint, keverje 200 ~ 300 ℃-on 1-3 órán át, majd folytassa. 400 ~ 500 ℃-ra melegítve keverje meg, hogy 10 ~ 20 mm-es részecskeméretű anyagot kapjon, csökkentse a hőmérsékletet és ürítse ki, hogy közbenső anyagot kapjon 2. A pirolízis folyamatában kétféle berendezést használnak: függőleges reaktort és folyamatos granuláló berendezés, mindkettőnek ugyanaz az elve.Mindkettőt keverik vagy mozgatják egy bizonyos hőmérsékleti görbe alatt, hogy megváltoztassák az anyagösszetételt, valamint a reaktor fizikai és kémiai tulajdonságait.A különbség az, hogy a függőleges vízforraló a forró és hideg vízforraló kombinációja.A vízforraló anyagösszetevőit keveréssel változtatjuk a forró kanna hőmérsékleti görbéjének megfelelően.Elkészítése után a hűtőkannába kerül hűtésre, és a forró bogrács etethető.A folyamatos granuláló berendezés folyamatos működést valósít meg, alacsony energiafogyasztással és nagy teljesítménnyel.
◼ A karbonizáció és a grafitosítás elengedhetetlen része.A karbonizáló kemence közepes és alacsony hőmérsékleten szenesíti az anyagokat.A karbonizáló kemence hőmérséklete elérheti az 1600 Celsius-fokot, ami kielégíti a karbonizálás igényeit.A nagy pontosságú intelligens hőmérséklet-szabályozó és az automatikus PLC felügyeleti rendszer a szénsavasodási folyamat során keletkezett adatokat pontosan szabályozza.
A grafitozó kemence, beleértve a vízszintes magas hőmérsékletű, alacsonyabb kisülésű, függőleges stb., grafitot helyezi a grafit forró zónába (széntartalmú környezet) szinterezéshez és olvasztáshoz, és a hőmérséklet ebben az időszakban elérheti a 3200 ℃-ot.
◼ Bevonat
A 4 köztes anyagot az automata szállítórendszeren keresztül a silóba szállítják, és az anyagot a manipulátor automatikusan a dobozprométiumba tölti.Az automatikus szállítórendszer a doboz-prométiumot a folyamatos reaktorba (hengerkemencébe) szállítja bevonatolás céljából. Szerezze be az 5-ös köztes anyagot (nitrogénvédelem alatt az anyagot 1150 ℃-ra melegítik egy bizonyos hőmérséklet-emelkedési görbe szerint 8-10 órán keresztül. A fűtési folyamat a berendezés elektromos fűtése, a fűtési mód pedig közvetett A melegítés során a grafitszemcsék felületén lévő jó minőségű aszfalt pirolitikus szénbevonattá alakul kondenzálódik, és a kristály morfológiája átalakul (az amorf állapot kristályos állapotba megy át), A természetes gömbgrafit részecskék felületén rendezett mikrokristályos szénréteg alakul ki, végül bevont grafitszerű, "mag-héj" szerkezetű anyag keletkezik. kapott