Materijal katode
U pripremi anorganskih elektrodnih materijala za litij-ionske baterije najčešće se koristi visokotemperaturna reakcija čvrstog stanja.Visokotemperaturna reakcija krute faze: odnosi se na proces u kojem reaktanti, uključujući tvari krute faze, reagiraju određeno vrijeme na određenoj temperaturi i proizvode kemijske reakcije uzajamnom difuzijom između različitih elemenata kako bi proizveli najstabilnije spojeve na određenoj temperaturi , uključujući reakciju krutina-krutina, reakcija krutina-plin i reakcija krutina-tekućina.
Čak i ako se koristi sol-gel metoda, metoda koprecipitacije, hidrotermalna metoda i solvotermalna metoda, obično je potrebna reakcija čvrste faze ili sinteriranje čvrste faze na visokoj temperaturi.To je zato što načelo rada litij-ionske baterije zahtijeva da materijal njezine elektrode može opetovano umetati i uklanjati li+, tako da njezina rešetkasta struktura mora imati dovoljnu stabilnost, što zahtijeva da kristalnost aktivnih materijala bude visoka, a kristalna struktura pravilna. .To je teško postići u uvjetima niske temperature, tako da se elektrodni materijali litij-ionskih baterija koji se trenutno koriste uglavnom dobivaju visokotemperaturnom reakcijom čvrstog stanja.
Proizvodna linija za obradu katodnog materijala uglavnom uključuje sustav za miješanje, sustav za sinteriranje, sustav za drobljenje, sustav za pranje vode (samo s visokim sadržajem nikla), sustav za pakiranje, sustav za transport praha i inteligentni sustav upravljanja.
Kada se postupak mokrog miješanja koristi u proizvodnji katodnih materijala za litij-ionske baterije, često se susreću problemi sušenja.Različita otapala koja se koriste u procesu mokrog miješanja dovest će do različitih procesa sušenja i opreme.Trenutno postoje uglavnom dvije vrste otapala koja se koriste u procesu mokrog miješanja: nevodena otapala, naime organska otapala kao što su etanol, aceton, itd.;Vodeno otapalo.Oprema za sušenje za mokro miješanje katodnih materijala litij-ionskih baterija uglavnom uključuje: vakuumsku rotacijsku sušilicu, vakuumsku sušilicu s grabljama, sušilicu s raspršivanjem, vakuumsku sušilicu s trakom.
Industrijska proizvodnja katodnih materijala za litij-ionske baterije obično usvaja proces sinteze čvrstog sinteriranja na visokoj temperaturi, a njegova jezgra i ključna oprema je peć za sinteriranje.Sirovine za proizvodnju katodnih materijala litij-ionskih baterija ravnomjerno se miješaju i suše, zatim ubacuju u peć za sinteriranje, a zatim istovaruju iz peći u proces drobljenja i klasifikacije.Za proizvodnju katodnih materijala vrlo su važni tehnički i ekonomski pokazatelji kao što su temperatura kontrole temperature, ujednačenost temperature, kontrola i ujednačenost atmosfere, kontinuitet, proizvodni kapacitet, potrošnja energije i stupanj automatizacije peći.Trenutačno su glavna oprema za sinteriranje koja se koristi u proizvodnji katodnih materijala potisna peć, valjkasta peć i zvonasta peć.
◼ Roller kiln je tunelska peć srednje veličine s kontinuiranim zagrijavanjem i sinteriranjem.
◼ Prema atmosferi peći, poput potisne peći, peć s valjcima također se dijeli na zračnu peć i atmosfersku peć.
- Zračna peć: uglavnom se koristi za sinteriranje materijala koji zahtijevaju oksidirajuću atmosferu, kao što su litij manganatni materijali, litij kobalt oksidni materijali, ternarni materijali itd.;
- Atmosferska peć: uglavnom se koristi za NCA ternarne materijale, materijale litij željezo fosfat (LFP), grafitne anodne materijale i druge materijale za sinteriranje koji trebaju zaštitu od atmosfere (kao što je N2 ili O2).
◼ Peć s valjcima koristi proces trenja kotrljanja, tako da pogonska sila neće utjecati na duljinu peći.Teoretski, može biti beskonačno.Karakteristike strukture šupljine peći, bolja konzistencija pri pečenju proizvoda i velika struktura šupljine peći pogodnija je za kretanje protoka zraka u peći i odvodnju i pražnjenje gume proizvoda.To je poželjna oprema za zamjenu potisne peći za istinsku realizaciju proizvodnje velikih razmjera.
◼ Trenutačno se litij kobalt oksid, ternarni, litij manganat i drugi katodni materijali litij-ionskih baterija sinteriraju u zračnoj valjkastoj peći, dok se litij željezo fosfat sinterira u valjkastoj peći zaštićenoj dušikom, a NCA se sinteruje u valjku peć zaštićena kisikom.
Materijal negativne elektrode
Glavni koraci osnovnog toka procesa umjetnog grafita uključuju predobradu, pirolizu, kuglu za mljevenje, grafitizaciju (to jest, toplinsku obradu, tako da su izvorno neuređeni atomi ugljika uredno raspoređeni i ključne tehničke veze), miješanje, premazivanje, miješanje probiranje, vaganje, pakiranje i skladištenje.Sve operacije su fine i složene.
◼ Granulacija se dijeli na proces pirolize i proces prosijavanja kugličnim mljevenjem.
U procesu pirolize, stavite međumaterijal 1 u reaktor, zamijenite zrak u reaktoru s N2, zatvorite reaktor, električno ga zagrijte u skladu s temperaturnom krivuljom, miješajte na 200 ~ 300 ℃ 1~3 sata, a zatim nastavite da ga zagrijete na 400 ~ 500 ℃, promiješajte ga da dobijete materijal veličine čestica od 10 ~ 20 mm, snizite temperaturu i ispustite ga da dobijete međumaterijal 2. Postoje dvije vrste opreme koja se koristi u procesu pirolize, vertikalni reaktor i kontinuirani opremu za granulaciju, a obje imaju isti princip.Oboje se miješaju ili kreću pod određenom temperaturnom krivuljom kako bi promijenili sastav materijala te fizikalna i kemijska svojstva u reaktoru.Razlika je u tome što je okomiti kuhalo za vodu kombinacija vrućeg i hladnog kuhala za vodu.Komponente materijala u kotlu mijenjaju se miješanjem u skladu s temperaturnom krivuljom u vrućem kotlu.Nakon završetka, stavlja se u kotlić za hlađenje na hlađenje, a vrući kotlić se može hraniti.Oprema za kontinuiranu granulaciju ostvaruje kontinuirani rad, uz nisku potrošnju energije i visok učinak.
◼ Karbonizacija i grafitizacija su neizostavni dio.Peć za karbonizaciju karbonizira materijale na srednjim i niskim temperaturama.Temperatura karbonizacijske peći može doseći 1600 stupnjeva Celzijusa, što može zadovoljiti potrebe karbonizacije.Visokoprecizni inteligentni regulator temperature i automatski PLC sustav nadzora omogućit će točnu kontrolu podataka generiranih u procesu karbonizacije.
Grafitizacijska peć, uključujući vodoravnu visokotemperaturnu, donju ispusnu, okomitu itd., postavlja grafit u vruću zonu grafita (okolina koja sadrži ugljik) za sinteriranje i taljenje, a temperatura tijekom tog razdoblja može doseći 3200 ℃.
◼ Premaz
Međumaterijal 4 transportira se u silos automatskim transportnim sustavom, a materijal se pomoću manipulatora automatski puni u kutiju prometija.Automatski transportni sustav transportira kutiju prometija do kontinuiranog reaktora (peći s valjcima) za oblaganje, dobivanje međumaterijala 5 (pod zaštitom dušika, materijal se zagrijava do 1150 ℃ prema određenoj krivulji porasta temperature 8~10 sati. Proces zagrijavanja je zagrijavanje opreme putem električne energije, a zagrijavanje pretvara visokokvalitetni asfalt na površini čestica pirolize, smole u visokokvalitetnom asfaltu kondenziraju, a kristalna morfologija se transformira (amorfno stanje se transformira u kristalno stanje), uređeni mikrokristalni sloj ugljika formira se na površini prirodnih sferičnih čestica grafita, i konačno je obložen grafitu sličan materijal sa strukturom "jezgra-ljuska" dobiveno