Katodli material
Lityum ionli batareyalar uchun noorganik elektrod materiallarini tayyorlashda yuqori haroratli qattiq holat reaktsiyasi eng ko'p qo'llaniladi.Yuqori haroratli qattiq fazali reaktsiya: reaktivlar, shu jumladan qattiq fazali moddalar ma'lum bir haroratda ma'lum vaqt davomida reaksiyaga kirishishi va ma'lum bir haroratda eng barqaror birikmalarni hosil qilish uchun turli elementlar orasidagi o'zaro diffuziya orqali kimyoviy reaktsiyalarni keltirib chiqaradigan jarayonni anglatadi. , shu jumladan qattiq-qattiq reaktsiya, qattiq-gaz reaktsiyasi va qattiq-suyuqlik reaktsiyasi.
Sol-gel usuli, birgalikda cho'ktirish usuli, gidrotermik usul va solvotermik usul qo'llanilsa ham, odatda yuqori haroratda qattiq fazali reaktsiya yoki qattiq fazali sinterlash talab qilinadi.Buning sababi shundaki, lityum-ion batareyaning ishlash printsipi uning elektrod materiali li+ ni qayta-qayta kiritishi va olib tashlashi mumkinligini talab qiladi, shuning uchun uning panjara tuzilishi etarli barqarorlikka ega bo'lishi kerak, bu esa faol materiallarning kristalliligi yuqori bo'lishi va kristall tuzilishi muntazam bo'lishi kerak. .Past haroratli sharoitlarda bunga erishish qiyin, shuning uchun hozirgi vaqtda amalda qo'llaniladigan lityum-ion batareyalarning elektrod materiallari asosan yuqori haroratli qattiq holat reaktsiyasi orqali olinadi.
Katodli materiallarni qayta ishlash ishlab chiqarish liniyasi asosan aralashtirish tizimi, sinterlash tizimi, maydalash tizimi, suv yuvish tizimi (faqat yuqori nikel), qadoqlash tizimi, changni tashish tizimi va aqlli boshqaruv tizimini o'z ichiga oladi.
Lityum-ion batareyalar uchun katod materiallarini ishlab chiqarishda nam aralashtirish jarayoni qo'llanilganda, quritish muammolari tez-tez uchraydi.Nam aralashtirish jarayonida ishlatiladigan turli xil erituvchilar turli xil quritish jarayonlari va uskunalariga olib keladi.Hozirgi vaqtda nam aralashtirish jarayonida asosan ikki xil erituvchilar qo'llaniladi: suvsiz erituvchilar, ya'ni etanol, aseton va boshqalar kabi organik erituvchilar;Suvdagi erituvchi.Lityum-ionli akkumulyatorli katodli materiallarni nam aralashtirish uchun quritish uskunalari asosan quyidagilarni o'z ichiga oladi: vakuumli aylanadigan quritgich, vakuumli quritgich, purkagich, vakuumli kamar quritgich.
Lityum-ionli batareyalar uchun katod materiallarini sanoat ishlab chiqarish odatda yuqori haroratli qattiq holatdagi sinterlash jarayonini qo'llaydi va uning yadrosi va asosiy uskunalari sinterlash pechidir.Lityum-ionli akkumulyatorli katod materiallarini ishlab chiqarish uchun xom ashyo bir xilda aralashtiriladi va quritiladi, so'ngra sinterlash uchun o'choqqa yuklanadi, keyin esa maydalash va tasniflash jarayoniga o'choqdan tushiriladi.Katodli materiallarni ishlab chiqarish uchun haroratni nazorat qilish harorati, haroratning bir xilligi, atmosfera nazorati va bir xilligi, uzluksizligi, ishlab chiqarish quvvati, energiya sarfi va pechning avtomatizatsiya darajasi kabi texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlar juda muhimdir.Hozirgi vaqtda katodli materiallarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan asosiy sinterlash uskunalari itaruvchi pech, rolikli pech va qo'ng'iroqli kavanoz pechidir.
◼ Rolikli pech - doimiy isitish va sinterlash bilan ishlaydigan o'rta o'lchamdagi tunnel pechidir.
◼ Pechning atmosferasiga ko'ra, itaruvchi pech kabi, rulonli pech ham havo pechiga va atmosfera pechiga bo'linadi.
- Havo pechi: asosan lityum manganat materiallari, lityum kobalt oksidi materiallari, uchlik materiallari va boshqalar kabi oksidlovchi atmosferani talab qiluvchi materiallarni sinterlash uchun ishlatiladi;
- Atmosfera o'chog'i: asosan NCA uchlik materiallari, lityum temir fosfat (LFP) materiallari, grafit anod materiallari va atmosferani (N2 yoki O2 kabi) gazdan himoya qilishga muhtoj bo'lgan boshqa sinterlash materiallari uchun ishlatiladi.
◼ Rolikli pech dumalab ishqalanish jarayonini qo'llaydi, shuning uchun pechning uzunligi harakatlanish kuchidan ta'sirlanmaydi.Nazariy jihatdan, u cheksiz bo'lishi mumkin.Pech bo'shlig'i strukturasining xususiyatlari, mahsulotlarni yoqish paytida yaxshiroq mustahkamlik va katta o'choq bo'shlig'i tuzilishi o'choq ichidagi havo oqimining harakatlanishi va mahsulotlarning drenaji va kauchuk chiqishi uchun qulayroqdir.Haqiqatan ham keng ko'lamli ishlab chiqarishni amalga oshirish uchun itaruvchi pechni almashtirish uchun afzal qilingan uskunadir.
◼ Hozirgi vaqtda lityum kobalt oksidi, uchlik, lityum manganat va boshqa lityum-ionli batareyalarning katod materiallari havo rolikli pechda sinterlanadi, lityum temir fosfat esa azot bilan himoyalangan rolikli pechda sinterlanadi va NCA rollarda sinterlanadi. kislorod bilan himoyalangan pech.
Salbiy elektrod materiali
Sun'iy grafitning asosiy jarayon oqimining asosiy bosqichlariga oldindan ishlov berish, piroliz, silliqlash to'pi, grafitizatsiya (ya'ni issiqlik bilan ishlov berish, dastlab tartibsiz uglerod atomlari aniq joylashtirilgan va asosiy texnik aloqalar), aralashtirish, qoplash, aralashtirish kiradi. saralash, tortish, qadoqlash va saqlash.Barcha operatsiyalar yaxshi va murakkab.
◼ Granulyatsiya piroliz jarayoniga va to'pni frezalash skrining jarayoniga bo'linadi.
Piroliz jarayonida oraliq materialni 1 reaktorga qo'ying, reaktordagi havoni N2 bilan almashtiring, reaktorni muhrlang, uni harorat egri chizig'iga ko'ra elektr bilan qizdiring, 1 ~ 3 soat davomida 200 ~ 300 ℃ da aralashtiring va keyin davom eting. uni 400 ~ 500 ℃ ga qizdirish, zarracha hajmi 10 ~ 20 mm bo'lgan materialni olish uchun uni aralashtirib, oraliq materialni olish uchun haroratni pasaytiring va uni to'kib tashlang 2. Piroliz jarayonida ikki xil uskuna qo'llaniladi, vertikal reaktor va uzluksiz granulyatsiya uskunalari, ikkalasi ham bir xil printsipga ega.Ularning ikkalasi ham aralashadi yoki reaktordagi material tarkibini va fizik-kimyoviy xossalarini o'zgartirish uchun ma'lum bir harorat egri chizig'i ostida harakatlanadi.Farqi shundaki, vertikal choynak issiq choynak va sovuq choynakning kombinatsiyalangan rejimidir.Choynakdagi material komponentlari issiq choynakdagi harorat egri chizig'iga qarab aralashtirish orqali o'zgartiriladi.Tugatgandan so'ng, u sovutish uchun sovutish choynakka qo'yiladi va issiq choynakni oziqlantirish mumkin.Uzluksiz granulyatsiya uskunalari past energiya sarfi va yuqori ishlab chiqarish bilan uzluksiz ishlashni amalga oshiradi.
◼ Karbonizatsiya va grafitlanish ajralmas qismdir.Karbonizatsiya o'chog'i materiallarni o'rta va past haroratlarda karbonlashtiradi.Karbonizatsiya pechining harorati 1600 daraja Selsiyga yetishi mumkin, bu esa karbonizatsiya ehtiyojlarini qondirishi mumkin.Yuqori aniqlikdagi aqlli harorat sozlagichi va avtomatik PLC monitoring tizimi karbonizatsiya jarayonida hosil bo'lgan ma'lumotlarni aniq nazorat qilish imkonini beradi.
Grafitizatsiya o'chog'i, shu jumladan gorizontal yuqori haroratli, pastki tushirish, vertikal va boshqalar, grafitni sinterlash va eritish uchun grafit issiq zonasiga (uglerod o'z ichiga olgan muhit) joylashtiradi va bu davrda harorat 3200 ℃ ga yetishi mumkin.
◼ Qoplama
Oraliq material 4 avtomatik tashish tizimi orqali silosga tashiladi va material manipulyator tomonidan avtomatik ravishda quti prometiyga to'ldiriladi.Avtomatik tashish tizimi quti prometiyni qoplama uchun uzluksiz reaktorga (rolikli pech) o'tkazadi, oraliq materialni oling 5 (azot himoyasi ostida, material 8 ~ 10 soat davomida ma'lum bir harorat ko'tarilishi egri chizig'iga ko'ra 1150 ℃ gacha isitiladi). Isitish jarayoni elektr energiyasi orqali uskunani isitishdir va isitish usuli grafit zarralari yuzasida yuqori sifatli asfaltni pirolitik uglerod qoplamasiga aylantiradi, yuqori sifatli asfaltdagi qatronlar kondensatsiyalanadi va kristall morfologiyasi o'zgaradi (amorf holat kristall holatga aylanadi), tabiiy sferik grafit zarralari yuzasida tartiblangan mikrokristalli uglerod qatlami hosil bo'ladi va nihoyat "yadro-qobiq" tuzilishga ega bo'lgan qoplangan grafitga o'xshash material hosil bo'ladi. olingan