Materiale catodicu
In a preparazione di materiali d'elettrodi inorganici per batterie à ioni di litiu, a reazione à statu solidu à alta temperatura hè a più cumunamente aduprata. Reazione in fase solida à alta temperatura: si riferisce à u prucessu in u quale i reagenti, cumprese e sustanze in fase solida, reagiscenu per un periudu di tempu à una certa temperatura è producenu reazioni chimiche per via di a diffusione mutuale trà vari elementi per pruduce i cumposti più stabili à una certa temperatura, cumprese a reazione solidu-solidu, a reazione solidu-gas è a reazione solidu-liquidu.
Ancu s'ellu si utilizanu u metudu sol-gel, u metudu di coprecipitazione, u metudu idrotermale è u metudu solvotermale, hè generalmente necessaria una reazione in fase solida o una sinterizzazione in fase solida à alta temperatura. Questu hè perchè u principiu di funziunamentu di a batteria à ioni di litiu richiede chì u so materiale di elettrodu possi inserisce è rimuovere ripetutamente li+, dunque a so struttura reticolare deve avè una stabilità sufficiente, ciò chì richiede chì a cristallinità di i materiali attivi sia alta è a struttura cristallina sia regulare. Questu hè difficiule da ottene in cundizioni di bassa temperatura, dunque i materiali di elettrodu di e batterie à ioni di litiu attualmente aduprati sò basicamente ottenuti per via di una reazione à statu solidu à alta temperatura.
A linea di pruduzzione di trasfurmazione di materiale catodicu include principalmente un sistema di mischju, un sistema di sinterizazione, un sistema di frantumazione, un sistema di lavaggio cù acqua (solu nichel altu), un sistema di imballaggio, un sistema di trasportu di polvere è un sistema di cuntrollu intelligente.
Quandu u prucessu di mischju umitu hè adupratu in a pruduzzione di materiali catodici per e batterie à ioni di litiu, si scontranu spessu prublemi di asciugatura. Diversi solventi aduprati in u prucessu di mischju umitu portanu à diversi prucessi è equipaghji di asciugatura. Attualmente, ci sò principalmente dui tippi di solventi aduprati in u prucessu di mischju umitu: solventi non acquosi, vale à dì solventi organici cum'è etanolu, acetone, ecc.; Solvente acqua. L'equipaggiu di asciugatura per a mischju umitu di materiali catodici di batterie à ioni di litiu include principalmente: asciugatrice rotativa à vuoto, asciugatrice à rastrellu à vuoto, asciugatrice à spruzzu, asciugatrice à nastro à vuoto.
A pruduzzione industriale di materiali catodici per batterie à ioni di litiu adotta di solitu un prucessu di sintesi di sinterizazione à statu solidu à alta temperatura, è u so core è l'equipaggiu chjave hè u fornu di sinterizazione. E materie prime per a pruduzzione di materiali catodici per batterie à ioni di litiu sò mischiate uniformemente è secche, poi caricate in u fornu per a sinterizazione, è poi scaricate da u fornu in u prucessu di frantumazione è classificazione. Per a pruduzzione di materiali catodici, l'indicatori tecnichi è ecunomichi cum'è a temperatura di cuntrollu di a temperatura, l'uniformità di a temperatura, u cuntrollu è l'uniformità di l'atmosfera, a continuità, a capacità di pruduzzione, u cunsumu energeticu è u gradu di automatizazione di u fornu sò assai impurtanti. Attualmente, i principali equipaghji di sinterizazione aduprati in a pruduzzione di materiali catodici sò u fornu spingitore, u fornu à rulli è u fornu à campana di vetru.
◼ U fornu à rulli hè un fornu à tunnel di medie dimensioni cù riscaldamentu è sinterizazione cuntinui.
Sicondu l'atmosfera di u fornu, cum'è u fornu à spinta, u fornu à rulli hè ancu divisu in fornu à aria è fornu à atmosfera.
- Fornu à aria: adupratu principalmente per a sinterizazione di materiali chì necessitanu un'atmosfera ossidante, cum'è materiali di manganatu di litiu, materiali d'ossidu di cobaltu di litiu, materiali ternari, ecc.;
- Fornu à atmosfera: utilizatu principalmente per materiali ternari NCA, materiali di fosfatu di litiu-ferru (LFP), materiali di anodu di grafite è altri materiali di sinterizazione chì necessitanu prutezzione di gasu atmosfericu (cum'è N2 o O2).
◼ U fornu à rulli adotta u prucessu di frizione di laminazione, dunque a lunghezza di u fornu ùn serà micca affettata da a forza di propulsione. Teoricamente, pò esse infinita. E caratteristiche di a struttura di a cavità di u fornu, una megliu consistenza durante a cottura di i prudutti, è a grande struttura di a cavità di u fornu sò più favurevuli à u muvimentu di u flussu d'aria in u fornu è à u drenaggiu è à a scarica di gomma di i prudutti. Hè l'equipaggiu preferitu per rimpiazzà u fornu spingitore per realizà veramente una pruduzzione à grande scala.
◼ Attualmente, l'ossidu di litiu-cobaltu, u ternariu, u manganatu di litiu è altri materiali catodici di e batterie à ioni di litiu sò sinterizzati in un fornu à rulli d'aria, mentre chì u fosfatu di ferru di litiu hè sinterizatu in un fornu à rulli prutettu da azotu, è l'NCA hè sinterizatu in un fornu à rulli prutettu da ossigenu.
Materiale di l'elettrodu negativu
I principali passi di u flussu di prucessu basicu di grafite artificiale includenu u pretrattamentu, a pirolisi, a macinazione di a palla, a grafitizazione (vale à dì, u trattamentu termicu, in modu chì l'atomi di carbonu inizialmente disordinati sianu disposti ordinatamente, è i ligami tecnichi chjave), a miscelazione, u rivestimentu, a miscelazione, a screening, a pesata, l'imballaggio è u magazzinu. Tutte l'operazioni sò fini è cumplesse.
◼ A granulazione hè divisa in prucessu di pirolisi è prucessu di screening di macinazione à palle.
In u prucessu di pirolisi, mette u materiale intermediu 1 in u reattore, rimpiazzà l'aria in u reattore cù N2, sigillà u reattore, riscaldallu elettricamente secondu a curva di temperatura, mischjà à 200 ~ 300 ℃ per 1 ~ 3 ore, è dopu cuntinuà à riscaldallu à 400 ~ 500 ℃, mischjà per ottene materiale cù una dimensione di particelle di 10 ~ 20 mm, abbassà a temperatura è scaricallu per ottene u materiale intermediu 2. Ci sò dui tipi d'attrezzatura aduprati in u prucessu di pirolisi, u reattore verticale è l'attrezzatura di granulazione cuntinua, chì tramindui anu u listessu principiu. Tramindui mischjà o si movenu sottu à una certa curva di temperatura per cambià a cumpusizione di u materiale è e proprietà fisiche è chimiche in u reattore. A differenza hè chì u bollitore verticale hè una modalità cumminata di bollitore caldu è bollitore fretu. I cumpunenti di u materiale in u bollitore sò cambiati mischjendu secondu a curva di temperatura in u bollitore caldu. Dopu à u cumpletamentu, hè messu in u bollitore di raffreddamentu per u raffreddamentu, è u bollitore caldu pò esse alimentatu. L'attrezzatura di granulazione cuntinua realizza un funziunamentu cuntinuu, cù un cunsumu energeticu bassu è una pruduzzione elevata.
◼ A carbonizazione è a grafitizazione sò una parte indispensabile. U fornu di carbonizazione carbonizza i materiali à temperature medie è basse. A temperatura di u fornu di carbonizazione pò ghjunghje à 1600 gradi Celsius, ciò chì pò risponde à i bisogni di a carbonizazione. U controller di temperatura intelligente d'alta precisione è u sistema di monitoraghju automaticu PLC renderanu i dati generati in u prucessu di carbonizazione cuntrullati cù precisione.
U fornu di grafitizazione, cumprese a temperatura alta orizzontale, a scarica più bassa, a verticale, ecc., mette a grafite in a zona calda di grafite (ambiente chì cuntene carbone) per a sinterizazione è a fusione, è a temperatura durante questu periodu pò ghjunghje à 3200 ℃.
◼ Rivestimentu
U materiale intermediu 4 hè trasportatu à u silo per mezu di u sistema di trasportu automaticu, è u materiale hè automaticamente riempitu in a scatula di promethium da u manipulatore. U sistema di trasportu automaticu trasporta a scatula di promethium à u reattore cuntinuu (fornu à rulli) per u rivestimentu. Uttene u materiale intermediu 5 (sottu a prutezzione di l'azotu, u materiale hè riscaldatu à 1150 ℃ secondu una certa curva di aumentu di a temperatura per 8 ~ 10 ore. U prucessu di riscaldamentu hè di riscaldà l'equipaggiu per mezu di l'elettricità, è u metudu di riscaldamentu hè indirettu. U riscaldamentu trasforma l'asfaltu di alta qualità nantu à a superficia di e particelle di grafite in un rivestimentu di carbone piroliticu. Durante u prucessu di riscaldamentu, e resine in l'asfaltu di alta qualità si condensanu, è a morfologia cristallina hè trasformata (u statu amorfu hè trasfurmatu in statu cristallinu). Un stratu di carbone microcristallinu ordinatu hè furmatu nantu à a superficia di e particelle di grafite sferiche naturali, è infine si ottiene un materiale simile à a grafite rivestitu cù una struttura "core-shell".