Katodinė medžiaga
Ruošiant neorganinių elektrodų medžiagas ličio jonų akumuliatoriams, dažniausiai naudojama aukštos temperatūros kietojo kūno reakcija.Aukštos temperatūros kietosios fazės reakcija: reiškia procesą, kai reagentai, įskaitant kietosios fazės medžiagas, tam tikrą laiką reaguoja tam tikroje temperatūroje ir sukelia chemines reakcijas per įvairių elementų tarpusavio difuziją, kad tam tikroje temperatūroje susidarytų stabiliausi junginiai. , įskaitant kietųjų medžiagų reakciją, kietųjų dujų reakciją ir kietojo skysčio reakciją.
Net jei naudojamas solo-gelio metodas, koprecipitacijos metodas, hidroterminis metodas ir solvoterminis metodas, paprastai reikalinga kietosios fazės reakcija arba kietosios fazės sukepinimas aukštoje temperatūroje.Taip yra todėl, kad ličio jonų akumuliatoriaus veikimo principas reikalauja, kad jo elektrodo medžiaga galėtų pakartotinai įkišti ir pašalinti li +, todėl jo grotelių struktūra turi būti pakankamai stabili, todėl aktyviųjų medžiagų kristališkumas turi būti didelis, o kristalų struktūra - taisyklinga. .Tai sunku pasiekti esant žemai temperatūrai, todėl šiuo metu faktiškai naudojamų ličio jonų baterijų elektrodų medžiagos iš esmės gaunamos per aukštos temperatūros kietojo kūno reakciją.
Katodinių medžiagų apdorojimo gamybos liniją daugiausia sudaro maišymo sistema, sukepinimo sistema, smulkinimo sistema, vandens plovimo sistema (tik daug nikelio), pakavimo sistema, miltelių tiekimo sistema ir intelektuali valdymo sistema.
Kai šlapiojo maišymo procesas naudojamas gaminant katodines medžiagas ličio jonų akumuliatoriams, dažnai susiduriama su džiovinimo problemomis.Skirtingi tirpikliai, naudojami šlapio maišymo procese, lems skirtingus džiovinimo procesus ir įrangą.Šiuo metu šlapiojo maišymo procese daugiausia naudojami dviejų rūšių tirpikliai: nevandeniniai tirpikliai, būtent organiniai tirpikliai, tokie kaip etanolis, acetonas ir kt.;Vandens tirpiklis.Ličio jonų baterijų katodinių medžiagų šlapio maišymo džiovinimo įrangą daugiausia sudaro: vakuuminis rotacinis džiovintuvas, vakuuminis grėblio džiovintuvas, purškiamas džiovintuvas, vakuuminis diržinis džiovintuvas.
Pramoninėje ličio jonų baterijų katodinių medžiagų gamyboje paprastai taikomas aukštos temperatūros kietojo kūno sukepinimo sintezės procesas, o pagrindinė ir pagrindinė įranga yra sukepinimo krosnis.Žaliavos ličio jonų baterijų katodinėms medžiagoms gaminti vienodai sumaišomos ir išdžiovinamos, po to pakraunamos į krosnį sukepinti, o po to iš krosnies iškraunamos į smulkinimo ir klasifikavimo procesą.Katodinių medžiagų gamybai labai svarbūs techniniai ir ekonominiai rodikliai, tokie kaip temperatūros reguliavimo temperatūra, temperatūros vienodumas, atmosferos kontrolė ir vienodumas, tęstinumas, gamybos pajėgumai, energijos suvartojimas ir krosnies automatizavimo laipsnis.Šiuo metu pagrindinė sukepinimo įranga, naudojama katodinių medžiagų gamyboje, yra stūmimo krosnis, ritininė krosnis ir varpinė krosnis.
◼ Roller krosnis yra vidutinio dydžio tunelinė krosnis su nuolatiniu kaitinimu ir sukepimu.
◼ Pagal krosnies atmosferą, kaip ir stūmimo krosnis, ritininė krosnis taip pat skirstoma į oro krosnį ir atmosferos krosnį.
- Oro krosnis: daugiausia naudojama medžiagoms, kurioms reikalinga oksidacinė atmosfera, sukepinti, pvz., ličio manganato, ličio kobalto oksido, trijų komponentų ir kt.
- Atmosferos krosnis: daugiausia naudojama NCA trikomponentėms medžiagoms, ličio geležies fosfato (LFP) medžiagoms, grafito anodo medžiagoms ir kitoms sukepinimo medžiagoms, kurioms reikalinga atmosferos (pvz., N2 arba O2) dujų apsauga.
◼ Ritininėje krosnyje taikomas riedėjimo trinties procesas, todėl krosnies ilgiui neturės įtakos varomoji jėga.Teoriškai jis gali būti begalinis.Krosnies ertmės struktūros ypatybės, geresnė konsistencija deginant gaminius, o didelė krosnies ertmės struktūra yra palankesnė oro srauto judėjimui krosnyje ir produktų nutekėjimui bei guminiam išleidimui.Tai yra pageidautina įranga pakeisti stūmimo krosnį, kad iš tikrųjų būtų galima atlikti didelio masto gamybą.
◼ Šiuo metu ličio jonų baterijų ličio kobalto oksidas, trinaris, ličio manganatas ir kitos katodinės medžiagos sukepinamos oro ritininėje krosnyje, o ličio geležies fosfatas sukepinamas ritininėje krosnyje, apsaugotoje azotu, o NCA sukepinamas volelyje. krosnis apsaugota deguonimi.
Neigiamo elektrodo medžiaga
Pagrindiniai dirbtinio grafito proceso etapai apima pirminį apdorojimą, pirolizę, šlifavimo rutulį, grafitizavimą (tai yra terminį apdorojimą, kad iš pradžių netvarkingi anglies atomai būtų tvarkingai išdėstyti, ir pagrindinės techninės jungtys), maišymas, padengimas, maišymas. atranka, svėrimas, pakavimas ir sandėliavimas.Visos operacijos yra tvarkingos ir sudėtingos.
◼ Granuliavimas skirstomas į pirolizės procesą ir rutulinio malimo atrankos procesą.
Pirolizės metu į reaktorių įdėkite tarpinę medžiagą 1, reaktoriaus orą pakeiskite N2, užsandarinkite reaktorių, kaitinkite elektra pagal temperatūros kreivę, 1-3 valandas maišykite 200 ~ 300 ℃ temperatūroje ir tęskite. pašildykite iki 400–500 ℃, išmaišykite, kad gautumėte medžiagą, kurios dalelių dydis yra 10–20 mm, sumažinkite temperatūrą ir išleiskite, kad gautumėte tarpinę medžiagą 2. Pirolizės procese naudojama dviejų tipų įranga: vertikalus reaktorius ir nuolatinis reaktorius. granuliavimo įranga, kurios abiejų principas yra toks pat.Jie abu maišomi arba juda pagal tam tikrą temperatūros kreivę, kad pakeistų medžiagos sudėtį ir fizines bei chemines savybes reaktoriuje.Skirtumas tas, kad vertikalus virdulys yra karšto ir šalto virdulio kombinuotas režimas.Medžiagos komponentai virdulyje keičiami maišant pagal temperatūros kreivę karštame virdulyje.Baigęs dedamas į aušinimo virdulį vėsinti, o karštą virdulį galima paduoti.Nepertraukiamo granuliavimo įranga užtikrina nuolatinį veikimą, mažą energijos suvartojimą ir didelę našumą.
◼ Karbonizacija ir grafitinimas yra nepakeičiama dalis.Karbonizavimo krosnis karbonizuoja medžiagas esant vidutinei ir žemai temperatūrai.Karbonizacijos krosnies temperatūra gali siekti 1600 laipsnių Celsijaus, o tai gali patenkinti karbonizacijos poreikius.Didelio tikslumo išmanusis temperatūros valdiklis ir automatinė PLC stebėjimo sistema leis tiksliai valdyti duomenis, sugeneruotus karbonizacijos procese.
Grafitavimo krosnis, įskaitant horizontalią aukštos temperatūros, žemesnio išleidimo, vertikalią ir kt., Deda grafitą į karštąją grafito zoną (anglies turinčią aplinką) sukepinimo ir lydymui, o temperatūra per šį laikotarpį gali siekti 3200 ℃.
◼ Danga
Tarpinė medžiaga 4 per automatinę transportavimo sistemą transportuojama į silosą, o medžiaga manipuliatoriumi automatiškai supilama į prometį.Automatinė transportavimo sistema perneša dėžutę prometį į nuolatinį reaktorių (ritininę krosnį) padengimui, paimkite tarpinę medžiagą 5 (saugant azotą, medžiaga kaitinama iki 1150 ℃ pagal tam tikrą temperatūros kilimo kreivę 8–10 valandų). Šildymo procesas yra įrenginių šildymas elektra, o šildymo būdas yra netiesioginis. Šildymas paverčia aukštos kokybės asfaltą, esantį ant grafito dalelių, į pirolitinę anglies dangą kondensuojasi, o kristalų morfologija transformuojama (amorfinė būsena virsta kristaline), natūralių sferinių grafito dalelių paviršiuje susidaro tvarkingas mikrokristalinės anglies sluoksnis ir galiausiai dengta į grafitą panaši medžiaga su „šerdies-apvalkalo“ struktūra. gautas