Materyal ng Cathode
Sa paghahanda ng mga inorganikong electrode na materyales para sa mga baterya ng lithium ion, ang mataas na temperatura na solid state na reaksyon ay ang pinakakaraniwang ginagamit. High temperature solid-phase reaction: tumutukoy sa proseso kung saan ang mga reactant kabilang ang solid-phase substance ay nagre-react sa loob ng isang yugto ng panahon sa isang tiyak na temperatura at gumagawa ng mga kemikal na reaksyon sa pamamagitan ng mutual diffusion sa pagitan ng iba't ibang elemento upang makabuo ng pinaka-matatag na compound sa isang tiyak na temperatura, kabilang ang solid-solid na reaksyon, solid-gas na reaksyon at solid-liquid na reaksyon.
Kahit na ang sol-gel method, coprecipitation method, hydrothermal method at solvothermal method ay ginagamit, solid-phase reaction o solid-phase sintering sa mataas na temperatura ay karaniwang kinakailangan. Ito ay dahil ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng lithium-ion na baterya ay nangangailangan na ang materyal ng elektrod nito ay maaaring paulit-ulit na ipasok at alisin ang li +, kaya ang istraktura ng sala-sala nito ay dapat magkaroon ng sapat na katatagan, na nangangailangan na ang crystallinity ng mga aktibong materyales ay dapat na mataas at ang istraktura ng kristal ay dapat na regular. Mahirap itong makamit sa ilalim ng mababang kondisyon ng temperatura, kaya ang mga materyales ng elektrod ng mga bateryang lithium-ion na aktwal na ginagamit sa kasalukuyan ay karaniwang nakukuha sa pamamagitan ng mataas na temperatura na solid-state na reaksyon.
Pangunahing kasama sa linya ng produksyon ng pagproseso ng cathode material ang mixing system, sintering system, crushing system, water washing system (mataas lang ang nickel), packaging system, powder conveying system at intelligent control system.
Kapag ang proseso ng wet mixing ay ginagamit sa paggawa ng mga materyales ng cathode para sa mga baterya ng lithium-ion, madalas na nahaharap ang mga problema sa pagpapatuyo. Ang iba't ibang mga solvent na ginagamit sa proseso ng wet mixing ay hahantong sa iba't ibang proseso at kagamitan sa pagpapatayo. Sa kasalukuyan, higit sa lahat ay may dalawang uri ng solvents na ginagamit sa proseso ng wet mixing: non-aqueous solvents, katulad ng mga organic solvents tulad ng ethanol, acetone, atbp; Tubig solvent. Ang mga kagamitan sa pagpapatayo para sa basang paghahalo ng lithium-ion na mga materyales sa cathode ng baterya ay pangunahing kinabibilangan ng: vacuum rotary dryer, vacuum rake dryer, spray dryer, vacuum belt dryer.
Ang industriyal na produksyon ng mga materyales ng cathode para sa mga baterya ng lithium-ion ay karaniwang gumagamit ng mataas na temperatura na solid-state na sintering synthesis na proseso, at ang core at pangunahing kagamitan nito ay sintering kiln. Ang mga hilaw na materyales para sa produksyon ng mga lithium-ion na baterya ng cathode na materyales ay pare-parehong halo-halong at pinatuyo, pagkatapos ay ikinarga sa tapahan para sa sintering, at pagkatapos ay ibinababa mula sa tapahan patungo sa proseso ng pagdurog at pag-uuri. Para sa paggawa ng mga materyales ng cathode, ang mga teknikal at pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig tulad ng temperatura ng kontrol sa temperatura, pagkakapareho ng temperatura, kontrol at pagkakapareho ng kapaligiran, pagpapatuloy, kapasidad ng produksyon, pagkonsumo ng enerhiya at antas ng automation ng tapahan ay napakahalaga. Sa kasalukuyan, ang pangunahing kagamitan sa sintering na ginagamit sa paggawa ng mga materyales ng cathode ay pusher kiln, roller kiln at bell jar furnace.
◼ Ang roller kiln ay isang medium-sized na tunnel kiln na may tuluy-tuloy na pag-init at sintering.
◼ Ayon sa furnace atmosphere, tulad ng pusher kiln, ang roller kiln ay nahahati din sa air kiln at atmosphere kiln.
- Air kiln: pangunahing ginagamit para sa sintering na materyales na nangangailangan ng oxidizing atmosphere, tulad ng lithium manganate na materyales, lithium cobalt oxide na materyales, ternary na materyales, atbp;
- Atmosphere kiln: pangunahing ginagamit para sa NCA ternary na materyales, lithium iron phosphate (LFP) na materyales, graphite anode na materyales at iba pang sintering na materyales na nangangailangan ng proteksyon ng atmospera (tulad ng N2 o O2).
◼ Ang roller kiln ay gumagamit ng rolling friction process, kaya ang haba ng kiln ay hindi maaapektuhan ng propulsion force. Sa teorya, maaari itong maging walang hanggan. Ang mga katangian ng istraktura ng lukab ng tapahan, mas mahusay na pagkakapare-pareho kapag nagpapaputok ng mga produkto, at ang malaking istraktura ng lukab ng tapahan ay mas nakakatulong sa paggalaw ng daloy ng hangin sa pugon at ang pagpapatuyo at paglabas ng goma ng mga produkto. Ito ang ginustong kagamitan upang palitan ang pusher kiln upang tunay na maisakatuparan ang malakihang produksyon.
◼ Sa kasalukuyan, ang lithium cobalt oxide, ternary, lithium manganate at iba pang mga cathode na materyales ng mga lithium-ion na baterya ay sintered sa isang air roller kiln, habang ang lithium iron phosphate ay sintered sa isang roller kiln na protektado ng nitrogen, at ang NCA ay sintered sa isang roller kiln na protektado ng oxygen.
Negatibong Electrode Material
Ang mga pangunahing hakbang ng pangunahing proseso ng daloy ng artipisyal na grapayt ay kinabibilangan ng pretreatment, pyrolysis, grinding ball, graphitization (iyon ay, heat treatment, upang ang orihinal na hindi maayos na carbon atoms ay maayos na nakaayos, at ang mga pangunahing teknikal na link), paghahalo, patong, paghahalo ng screening, pagtimbang, packaging at warehousing. Ang lahat ng mga operasyon ay maayos at kumplikado.
◼ Ang Granulation ay nahahati sa proseso ng pyrolysis at proseso ng screening ng ball milling.
Sa proseso ng pyrolysis, ilagay ang intermediate material 1 sa reactor, palitan ang hangin sa reactor ng N2, i-seal ang reactor, electrically heat ito ayon sa temperature curve, pukawin ito sa 200 ~ 300 ℃ sa loob ng 1~3h, at pagkatapos ay ipagpatuloy ang pag-init nito sa 400 ~ 500 ℃ na may temperaturang 1, ~2 mm, pukawin ito upang makuha ang temperatura ng 0 ~ 2 mm. discharge ito para makakuha ng intermediate material 2. Mayroong dalawang uri ng kagamitan na ginagamit sa proseso ng pyrolysis, vertical reactor at continuous granulation equipment, na parehong may parehong prinsipyo. Pareho silang gumalaw o gumagalaw sa ilalim ng isang tiyak na curve ng temperatura upang baguhin ang komposisyon ng materyal at mga katangiang pisikal at kemikal sa reaktor. Ang pagkakaiba ay ang vertical kettle ay isang kumbinasyong mode ng hot kettle at cold kettle. Ang mga sangkap ng materyal sa takure ay binago sa pamamagitan ng pagpapakilos ayon sa curve ng temperatura sa mainit na takure. Pagkatapos makumpleto, ito ay inilalagay sa cooling kettle para sa paglamig, at ang mainit na takure ay maaaring pakainin. Napagtatanto ng tuloy-tuloy na kagamitan sa granulation ang tuluy-tuloy na operasyon, na may mababang pagkonsumo ng enerhiya at mataas na output.
◼ Ang carbonization at graphitization ay isang kailangang-kailangan na bahagi. Ang carbonization furnace ay nag-carbonize ng mga materyales sa katamtaman at mababang temperatura. Ang temperatura ng carbonization furnace ay maaaring umabot sa 1600 degrees Celsius, na maaaring matugunan ang mga pangangailangan ng carbonization. Ang high-precision na intelligent temperature controller at awtomatikong PLC monitoring system ay gagawing tumpak na kontrolado ang data na nabuo sa proseso ng carbonization.
Ang graphitization furnace, kabilang ang pahalang na mataas na temperatura, mas mababang discharge, vertical, atbp., ay naglalagay ng grapayt sa graphite hot zone (carbon containing environment) para sa sintering at smelting, at ang temperatura sa panahong ito ay maaaring umabot sa 3200 ℃.
◼ Patong
Ang intermediate na materyal 4 ay dinadala sa silo sa pamamagitan ng awtomatikong conveying system, at ang materyal ay awtomatikong pinupunan sa box promethium ng manipulator. Dinadala ng automatic conveying system ang box promethium sa tuluy-tuloy na reactor (roller kiln) para sa coating, Kunin ang intermediate material 5 (sa ilalim ng proteksyon ng nitrogen, ang materyal ay pinainit hanggang 1150 ℃ ayon sa isang tiyak na curve ng pagtaas ng temperatura sa loob ng 8~10h. Ang proseso ng pag-init ay ang pag-init ng kagamitan sa pamamagitan ng kuryente, at ang paraan ng pag-init ay nagiging hindi direkta sa ibabaw ng particle na may mataas na kalidad. pyrolytic carbon coating sa panahon ng proseso ng pag-init, ang mga resin sa mataas na kalidad na asphalt condense, at ang kristal na morpolohiya ay binago (ang amorphous na estado ay binago sa kristal na estado), Ang isang nakaayos na microcrystalline carbon layer ay nabuo sa ibabaw ng natural na spherical graphite na mga particle, at sa wakas ay isang pinahiran na grapayt tulad ng materyal na may "core-shell" na istraktura ay nakuha.