Katot Malzemesi
Lityum iyon piller için inorganik elektrot malzemelerinin hazırlanmasında, yüksek sıcaklıkta katı hal reaksiyonu en sık kullanılan yöntemdir.Yüksek sıcaklıkta katı faz reaksiyonu: katı fazdaki maddeleri içeren reaktanların belirli bir sıcaklıkta belirli bir süre reaksiyona girdiği ve çeşitli elementler arasında karşılıklı difüzyon yoluyla kimyasal reaksiyonlar üreterek belirli bir sıcaklıkta en kararlı bileşikleri ürettiği prosesi ifade eder. katı-katı reaksiyonu, katı-gaz reaksiyonu ve katı-sıvı reaksiyonu dahil.
Sol-jel yöntemi, birlikte çökeltme yöntemi, hidrotermal yöntem ve solvotermal yöntem kullanılsa bile genellikle yüksek sıcaklıkta katı faz reaksiyonu veya katı faz sinterlemesi gerekir.Bunun nedeni, lityum iyon pilin çalışma prensibinin, elektrot malzemesinin tekrar tekrar li+ takıp çıkarabilmesini gerektirmesidir; bu nedenle kafes yapısının yeterli stabiliteye sahip olması gerekir; bu da aktif malzemelerin kristalliğinin yüksek olmasını ve kristal yapısının düzenli olmasını gerektirir. .Bunu düşük sıcaklık koşullarında başarmak zordur, bu nedenle şu anda fiilen kullanılan lityum iyon pillerin elektrot malzemeleri temel olarak yüksek sıcaklıktaki katı hal reaksiyonu yoluyla elde edilir.
Katot malzeme işleme üretim hattı esas olarak karıştırma sistemi, sinterleme sistemi, kırma sistemi, su yıkama sistemi (sadece yüksek nikel), paketleme sistemi, toz taşıma sistemi ve akıllı kontrol sistemini içerir.
Lityum iyon piller için katot malzemelerinin üretiminde ıslak karıştırma işlemi kullanıldığında kuruma sorunlarıyla sıklıkla karşılaşılmaktadır.Islak karıştırma işleminde kullanılan farklı solventler, farklı kurutma işlemleri ve ekipmanlarına yol açacaktır.Şu anda, ıslak karıştırma işleminde esas olarak iki tür çözücü kullanılmaktadır: sulu olmayan çözücüler, yani etanol, aseton vb. gibi organik çözücüler;Su çözücü.Lityum iyon pil katot malzemelerinin ıslak karıştırılmasına yönelik kurutma ekipmanı temel olarak şunları içerir: vakumlu döner kurutucu, vakumlu tırmık kurutucu, sprey kurutucu, vakum bantlı kurutucu.
Lityum-iyon piller için katot malzemelerinin endüstriyel üretimi genellikle yüksek sıcaklıkta katı hal sinterleme sentezi sürecini benimser ve çekirdek ve anahtar ekipmanı sinterleme fırınıdır.Lityum-iyon pil katot malzemelerinin üretimi için hammaddeler eşit şekilde karıştırılır ve kurutulur, daha sonra sinterleme için fırına yüklenir ve daha sonra kırma ve sınıflandırma işlemine fırından boşaltılır.Katot malzemelerinin üretimi için fırının sıcaklık kontrol sıcaklığı, sıcaklık homojenliği, atmosfer kontrolü ve homojenliği, sürekliliği, üretim kapasitesi, enerji tüketimi ve otomasyon derecesi gibi teknik ve ekonomik göstergeler oldukça önemlidir.Günümüzde katot malzemelerinin üretiminde kullanılan başlıca sinterleme ekipmanları itici fırın, silindirli fırın ve çan fırındır.
◼ Rulo fırın, sürekli ısıtma ve sinterleme özelliğine sahip orta büyüklükte bir tünel fırındır.
◼ Fırın atmosferine göre, itici fırın gibi, silindirli fırın da hava fırını ve atmosfer fırınına bölünmüştür.
- Hava fırını: esas olarak lityum manganat malzemeleri, lityum kobalt oksit malzemeleri, üçlü malzemeler vb. gibi oksitleyici atmosfer gerektiren malzemelerin sinterlenmesi için kullanılır;
- Atmosfer fırını: esas olarak NCA üçlü malzemeleri, lityum demir fosfat (LFP) malzemeleri, grafit anot malzemeleri ve atmosfer (N2 veya O2 gibi) gaz korumasına ihtiyaç duyan diğer sinterleme malzemeleri için kullanılır.
◼ Silindirli fırın, yuvarlanma sürtünme işlemini benimser, böylece fırının uzunluğu, tahrik kuvvetinden etkilenmez.Teorik olarak sonsuz olabilir.Fırın boşluğu yapısının özellikleri, ürünleri pişirirken daha iyi tutarlılık ve büyük fırın boşluğu yapısı, fırındaki hava akışının hareketine ve ürünlerin drenajına ve kauçuk tahliyesine daha elverişlidir.Gerçekten büyük ölçekli üretimi gerçekleştirmek için itici fırının yerine tercih edilen ekipmandır.
◼ Halihazırda lityum-iyon pillerin lityum kobalt oksit, üçlü, lityum manganat ve diğer katot malzemeleri havalı silindirli fırında sinterlenirken, lityum demir fosfat nitrojenle korunan silindirli fırında sinterlenir ve NCA silindirli fırında sinterlenir. oksijenle korunan fırın.
Negatif Elektrot Malzemesi
Yapay grafitin temel işlem akışının ana adımları arasında ön işlem, piroliz, öğütme topu, grafitleştirme (yani, orijinal olarak düzensiz karbon atomlarının düzgün bir şekilde düzenlenmesi için ısıl işlem ve temel teknik bağlantılar), karıştırma, kaplama, karıştırma yer alır. eleme, tartma, paketleme ve depolama.Tüm işlemler iyi ve karmaşıktır.
◼ Granülasyon, piroliz işlemi ve bilyalı öğütme eleme işlemine ayrılır.
Piroliz işleminde, ara malzeme 1'i reaktöre koyun, reaktördeki havayı N2 ile değiştirin, reaktörü kapatın, sıcaklık eğrisine göre elektriksel olarak ısıtın, 200 ~ 300 ° C'de 1 ~ 3 saat karıştırın ve ardından devam edin. 400 ~ 500 ° C'ye ısıtmak için, parçacık boyutu 10 ~ 20 mm olan malzeme elde etmek için karıştırın, sıcaklığı düşürün ve ara malzeme elde etmek için boşaltın 2. Piroliz işleminde kullanılan iki tür ekipman vardır, dikey reaktör ve sürekli granülasyon ekipmanı, her ikisi de aynı prensibe sahiptir.Reaktördeki malzeme bileşimini ve fiziksel ve kimyasal özellikleri değiştirmek için belirli bir sıcaklık eğrisi altında her ikisi de karışır veya hareket eder.Aradaki fark, dikey su ısıtıcısının sıcak su ısıtıcısı ve soğuk su ısıtıcısının bir kombinasyon modu olmasıdır.Kazandaki malzeme bileşenleri sıcak kazandaki sıcaklık eğrisine göre karıştırılarak değiştirilir.Tamamlandıktan sonra soğutmak için soğutma kazanına konur ve sıcak su ısıtıcısına besleme yapılabilir.Sürekli granülasyon ekipmanı, düşük enerji tüketimi ve yüksek verim ile sürekli çalışmayı gerçekleştirir.
◼ Kömürleşme ve grafitleşme vazgeçilmez bir parçasıdır.Karbonizasyon fırını malzemeleri orta ve düşük sıcaklıklarda karbonize eder.Kömürleşme fırınının sıcaklığı, karbonizasyon ihtiyaçlarını karşılayabilecek 1600 santigrat dereceye ulaşabilir.Yüksek hassasiyetli akıllı sıcaklık kontrol cihazı ve otomatik PLC izleme sistemi, karbonizasyon sürecinde üretilen verilerin doğru bir şekilde kontrol edilmesini sağlayacaktır.
Yatay yüksek sıcaklık, düşük deşarj, dikey vb. dahil olmak üzere grafitleştirme fırını, sinterleme ve eritme için grafiti grafit sıcak bölgesine (karbon içeren ortam) yerleştirir ve bu süre zarfında sıcaklık 3200 ° C'ye ulaşabilir.
◼ Kaplama
Ara malzeme (4) otomatik taşıma sistemi vasıtasıyla siloya taşınır ve malzeme manipülatör tarafından otomatik olarak kutu prometyum içerisine doldurulur.Otomatik taşıma sistemi, kutu prometyumu kaplama için sürekli reaktöre (silindirli fırın) taşır, Ara malzeme 5'i alın (nitrojen koruması altında, malzeme 8 ~ 10 saat boyunca belirli bir sıcaklık artış eğrisine göre 1150 ° C'ye ısıtılır. Isıtma işlemi, ekipmanı elektrikle ısıtmaktır ve ısıtma yöntemi dolaylıdır. Isıtma, grafit parçacıklarının yüzeyindeki yüksek kaliteli asfaltı pirolitik karbon kaplamaya dönüştürür. yoğunlaşır ve kristal morfolojisi dönüştürülür (amorf hal kristal duruma dönüştürülür), Doğal küresel grafit parçacıklarının yüzeyinde düzenli bir mikrokristalin karbon tabakası oluşur ve son olarak "çekirdek-kabuk" yapısına sahip kaplanmış grafit benzeri bir malzeme oluşur. Elde edilen