Katodemateriaal
In die voorbereiding van anorganiese elektrodemateriale vir litiumioonbatterye, is hoëtemperatuur-vastetoestandreaksie die mees algemeen gebruikte. Hoëtemperatuur-vastefasereaksie: verwys na die proses waar die reaktante, insluitend vastefasestowwe, vir 'n tydperk by 'n sekere temperatuur reageer en chemiese reaksies produseer deur die wedersydse diffusie tussen verskillende elemente om die mees stabiele verbindings by 'n sekere temperatuur te produseer, insluitend vastestof-vastestofreaksie, vastestof-gasreaksie en vastestof-vloeistofreaksie.
Selfs al word die sol-gel-metode, kopresipitasiemetode, hidrotermiese metode en solvotermiese metode gebruik, is vastefase-reaksie of vastefase-sintering by hoë temperatuur gewoonlik nodig. Dit is omdat die werkbeginsel van litiumioonbatterye vereis dat die elektrodemateriaal li+ herhaaldelik kan invoeg en verwyder, dus moet die roosterstruktuur voldoende stabiliteit hê, wat vereis dat die kristalliniteit van aktiewe materiale hoog moet wees en die kristalstruktuur gereeld moet wees. Dit is moeilik om onder lae temperatuurtoestande te bereik, dus word die elektrodemateriaal van litiumioonbatterye wat tans gebruik word, basies verkry deur hoëtemperatuur-vastetoestandreaksie.
Die katodemateriaalverwerkingsproduksielyn sluit hoofsaaklik 'n mengstelsel, sinterstelsel, vergruisstelsel, waterwasstelsel (slegs hoë nikkel), verpakkingstelsel, poeiervervoerstelsel en intelligente beheerstelsel in.
Wanneer die natmengproses gebruik word in die produksie van katodemateriale vir litiumioonbatterye, word droogprobleme dikwels ondervind. Verskillende oplosmiddels wat in die natmengproses gebruik word, sal lei tot verskillende droogprosesse en toerusting. Tans is daar hoofsaaklik twee soorte oplosmiddels wat in die natmengproses gebruik word: nie-waterige oplosmiddels, naamlik organiese oplosmiddels soos etanol, asetoon, ens.; Wateroplosmiddel. Die droogtoerusting vir die natmenging van litiumioonbattery-katodemateriale sluit hoofsaaklik in: vakuumroterende droër, vakuumharkdroër, spuitdroër, vakuumbanddroër.
Die industriële produksie van katodemateriale vir litiumioonbatterye gebruik gewoonlik 'n hoëtemperatuur-vastetoestand-sintersinteseproses, en die kern- en sleuteltoerusting daarvan is 'n sinteroond. Die grondstowwe vir die produksie van katodemateriale vir litiumioonbatterye word eenvormig gemeng en gedroog, dan in die oond gelaai vir sintering, en dan uit die oond afgelaai na die vergruisings- en klassifikasieproses. Vir die produksie van katodemateriale is die tegniese en ekonomiese aanwysers soos temperatuurbeheertemperatuur, temperatuuruniformiteit, atmosferiese beheer en eenvormigheid, kontinuïteit, produksiekapasiteit, energieverbruik en outomatiseringsgraad van die oond baie belangrik. Tans is die belangrikste sintertoerusting wat in die produksie van katodemateriale gebruik word, stootoonde, roloonde en klokkruikoonds.
◼ Rolleroond is 'n mediumgrootte tonneloond met deurlopende verhitting en sintering.
◼ Volgens die oondatmosfeer, soos die stootoond, word die roloond ook verdeel in lugoond en atmosfeeroond.
- Lugoond: hoofsaaklik gebruik vir die sinter van materiale wat 'n oksiderende atmosfeer benodig, soos litiummanganaatmateriale, litiumkobaltoksiedmateriale, ternêre materiale, ens.;
- Atmosfeeroond: hoofsaaklik gebruik vir NCA-ternêre materiale, litiumysterfosfaat (LFP) materiale, grafietanodemateriale en ander sintermateriale wat atmosfeergasbeskerming (soos N2 of O2) benodig.
◼ Die roloond gebruik 'n rolwrywingsproses, sodat die lengte van die oond nie deur die aandrywingskrag beïnvloed sal word nie. Teoreties kan dit oneindig wees. Die eienskappe van die oondholtestruktuur, beter konsekwentheid tydens die verbranding van produkte, en die groot oondholtestruktuur is meer bevorderlik vir die beweging van lugvloei in die oond en die dreinering en rubberafvoer van produkte. Dit is die voorkeurtoerusting om die stootoond te vervang om werklik grootskaalse produksie te verwesenlik.
◼ Tans word litiumkobaltoksied, ternêre, litiummanganaat en ander katodemateriale van litiumioonbatterye in 'n lugroloond gesinter, terwyl litiumysterfosfaat in 'n roloond wat deur stikstof beskerm word, gesinter word, en NCA in 'n roloond wat deur suurstof beskerm word, gesinter word.
Negatiewe Elektrode Materiaal
Die hoofstappe van die basiese prosesvloei van kunsmatige grafiet sluit in voorbehandeling, pirolise, maalbal, grafitisering (dit wil sê hittebehandeling, sodat die oorspronklik wanordelike koolstofatome netjies gerangskik is, en die belangrikste tegniese skakels), meng, bedekking, mengsifting, weeg, verpakking en berging. Alle bewerkings is fyn en kompleks.
◼ Granulasie word verdeel in die piroliseproses en die balmaal-siftproses.
In die pirolise-proses, plaas intermediêre materiaal 1 in die reaktor, vervang die lug in die reaktor met N2, verseël die reaktor, verhit dit elektries volgens die temperatuurkurwe, roer dit by 200 ~ 300 ℃ vir 1 ~ 3 uur, en gaan dan voort om dit tot 400 ~ 500 ℃ te verhit, roer dit om materiaal met 'n deeltjiegrootte van 10 ~ 20 mm te kry, verlaag die temperatuur en ontlaai dit om intermediêre materiaal 2 te kry. Daar is twee soorte toerusting wat in die pirolise-proses gebruik word, vertikale reaktor en deurlopende granulasietoerusting, wat albei dieselfde beginsel het. Hulle roer of beweeg albei onder 'n sekere temperatuurkurwe om die materiaalsamestelling en fisiese en chemiese eienskappe in die reaktor te verander. Die verskil is dat die vertikale ketel 'n kombinasiemodus van warm ketel en koue ketel is. Die materiaalkomponente in die ketel word verander deur te roer volgens die temperatuurkurwe in die warm ketel. Na voltooiing word dit in die verkoelingsketel geplaas vir verkoeling, en die warm ketel kan gevoer word. Deurlopende granulasietoerusting realiseer deurlopende werking, met lae energieverbruik en hoë uitset.
◼ Karbonisering en grafitisering is 'n onontbeerlike deel. Die karboniseringsoond karboniseer die materiale by medium en lae temperature. Die temperatuur van die karboniseringsoond kan 1600 grade Celsius bereik, wat aan die behoeftes van karbonisering kan voldoen. Die hoë-presisie intelligente temperatuurbeheerder en outomatiese PLC-moniteringstelsel sal die data wat in die karboniseringsproses gegenereer word, akkuraat beheer.
Grafitisasie-oond, insluitend horisontale hoëtemperatuur-, laer-ontladings-, vertikale, ens., plaas grafiet in grafiet-warm sone (koolstofbevattende omgewing) vir sinter en smelt, en die temperatuur gedurende hierdie tydperk kan 3200 ℃ bereik.
◼ Bedekking
Die intermediêre materiaal 4 word deur die outomatiese vervoerstelsel na die silo vervoer, en die materiaal word outomaties deur die manipulator in die bokspromethium gevul. Die outomatiese vervoerstelsel vervoer die bokspromethium na die deurlopende reaktor (roloond) vir bedekking. Kry die intermediêre materiaal 5 (onder die beskerming van stikstof word die materiaal verhit tot 1150 ℃ volgens 'n sekere temperatuurstygingskurwe vir 8~10 uur). Die verhittingsproses is om die toerusting deur elektrisiteit te verhit, en die verhittingsmetode is indirek. Die verhitting verander die hoëgehalte-asfalt op die oppervlak van grafietdeeltjies in 'n pirolitiese koolstofbedekking. Tydens die verhittingsproses kondenseer die harse in die hoëgehalte-asfalt, en die kristalmorfologie word getransformeer (amorfe toestand word omgeskakel na kristallyne toestand). 'n Geordende mikrokristallyne koolstoflaag word gevorm op die oppervlak van natuurlike sferiese grafietdeeltjies, en uiteindelik word 'n bedekte grafietagtige materiaal met 'n "kern-dop"-struktuur verkry.