Матэрыял катода
Пры падрыхтоўцы неарганічных электродных матэрыялаў для літый-іённых батарэй часцей за ўсё выкарыстоўваецца высокатэмпературная цвёрдацельная рэакцыя.Высокатэмпературная цвёрдафазная рэакцыя: адносіцца да працэсу, пры якім рэагенты, уключаючы цвёрдафазныя рэчывы, уступаюць у рэакцыю на працягу пэўнага перыяду часу пры пэўнай тэмпературы і выклікаюць хімічныя рэакцыі праз узаемную дыфузію паміж рознымі элементамі з атрыманнем найбольш стабільных злучэнняў пры пэўнай тэмпературы. , уключаючы рэакцыю цвёрдае рэчыва-цвёрдае рэчыва, рэакцыю цвёрдае рэчыва-газ і рэакцыю цвёрдае рэчыва-вадкасць.
Нават калі выкарыстоўваюцца золь-гель метад, метад суасаджэння, гідратэрмальны метад і сольватэрмальны метад, звычайна патрабуецца цвёрдафазная рэакцыя або цвёрдафазнае спяканне пры высокай тэмпературы.Гэта адбываецца таму, што прынцып працы літый-іённай батарэі патрабуе, каб яе электродны матэрыял мог неаднаразова ўстаўляць і выдаляць Li+, таму яе рашоткавая структура павінна мець дастатковую стабільнасць, што патрабуе высокай крышталічнасці актыўных матэрыялаў і правільнай крышталічнай структуры. .Гэтага цяжка дасягнуць ва ўмовах нізкай тэмпературы, таму электродныя матэрыялы літый-іённых батарэй, якія фактычна выкарыстоўваюцца ў цяперашні час, у асноўным атрымліваюцца ў выніку высокатэмпературнай цвёрдацельнай рэакцыі.
Вытворчая лінія апрацоўкі катоднага матэрыялу ў асноўным уключае сістэму змешвання, сістэму спякання, сістэму драбнення, сістэму прамывання вадой (толькі з высокім утрыманнем нікеля), сістэму ўпакоўкі, сістэму транспарціроўкі парашка і інтэлектуальную сістэму кіравання.
Калі працэс мокрага змешвання выкарыстоўваецца ў вытворчасці катодных матэрыялаў для літый-іённых акумулятараў, часта ўзнікаюць праблемы з сушкай.Розныя растваральнікі, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе вільготнага змешвання, прывядуць да розных працэсаў сушкі і абсталявання.У цяперашні час існуе ў асноўным два віды растваральнікаў, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе вільготнага змешвання: неводныя растваральнікі, а менавіта арганічныя растваральнікі, такія як этанол, ацэтон і г.д.;Растваральнік вады.Сушыльнае абсталяванне для вільготнага змешвання катодных матэрыялаў літый-іённых акумулятараў у асноўным уключае: вакуумную ротарную сушылку, вакуумную сушылку з граблямі, распыляльную сушылку, вакуумную істужачную сушылку.
Прамысловая вытворчасць катодных матэрыялаў для літый-іённых батарэй звычайна выкарыстоўвае працэс сінтэзу цвёрдацельнага спякання пры высокай тэмпературы, а асноўным і ключавым абсталяваннем з'яўляецца печ для спякання.Сыравіну для вытворчасці катодных матэрыялаў для літый-іённых батарэй раўнамерна змешваюць і сушаць, затым загружаюць у печ для спякання, а затым выгружаюць з печы ў працэс драбнення і класіфікацыі.Для вытворчасці катодных матэрыялаў вельмі важныя тэхніка-эканамічныя паказчыкі, такія як тэмпература кантролю тэмпературы, аднастайнасць тэмпературы, кантроль і аднастайнасць атмасферы, бесперапыннасць, вытворчая магутнасць, спажыванне энергіі і ступень аўтаматызацыі печы.У цяперашні час асноўным абсталяваннем для спекання, якое выкарыстоўваецца ў вытворчасці катодных матэрыялаў, з'яўляюцца печы-штурхачы, валковыя печы і раструбавыя печы.
◼ Ролерная печ - гэта тунэльная печ сярэдняга памеру з бесперапынным нагрэвам і спяканнем.
◼ У залежнасці ад атмасферы печы, як і штурхаючая печ, ролікавая печ таксама падзяляецца на паветраную і атмасферную.
- Паветраная печ: у асноўным выкарыстоўваецца для спякання матэрыялаў, якія патрабуюць акісляльнай атмасферы, такіх як марганат літыя, аксід літыя-кобальту, трайныя матэрыялы і г.д.;
- Атмасферная печ: у асноўным выкарыстоўваецца для трохкомпонентных матэрыялаў NCA, матэрыялаў з фасфату літыя і жалеза (LFP), матэрыялаў з графітавым анодам і іншых матэрыялаў для спякання, якія патрабуюць абароны ад атмасферы (напрыклад, N2 або O2).
◼ У ролікавай печы выкарыстоўваецца працэс трэння качэння, таму даўжыня печы не будзе залежаць ад рухальнай сілы.Тэарэтычна яна можа быць бясконцай.Характарыстыкі структуры поласці печы, лепшая кансістэнцыя пры абпальванні прадуктаў і вялікая структура поласці печы больш спрыяюць руху паветранага патоку ў печы, а таксама дрэнажу і выпуску гумы прадуктаў.Гэта пераважнае абсталяванне для замены печы-штурхача для сапраўды буйной вытворчасці.
◼ У цяперашні час аксід літый-кобальту, трохкомпонентны, манганат літыя і іншыя катодныя матэрыялы літый-іённых акумулятараў спекаюцца ў паветранай ролікавай печы, у той час як фасфат літый-жалеза спекаецца ў ролікавай печы, абароненай азотам, а NCA спякаецца ў ролікавай печы печ, абароненая кіслародам.
Матэрыял адмоўнага электрода
Асноўныя этапы асноўнага тэхналагічнага працэсу штучнага графіту ўключаюць папярэднюю апрацоўку, піроліз, шліфавальны шар, графітызацыі (гэта значыць тэрмічную апрацоўку, каб першапачаткова неўпарадкаваныя атамы вугляроду былі акуратна размешчаны, і ключавыя тэхнічныя звёны), змешванне, нанясенне пакрыццяў, змешванне прагляд, узважванне, упакоўка і складзіраванне.Усе аперацыі тонкія і складаныя.
◼ Грануляванне дзеліцца на працэс піролізу і працэс шаравога памолу.
У працэсе піролізу змесціце прамежкавы матэрыял 1 у рэактар, заменіце паветра ў рэактары азотам, зачыніце рэактар, электрычным нагрэвам яго ў адпаведнасці з тэмпературнай крывой, памешвайце пры 200 ~ 300 ℃ на працягу 1~3 гадзін, а потым працягвайце каб нагрэць яго да 400 ~ 500 ℃, змяшаць яго, каб атрымаць матэрыял з памерам часціц 10 ~ 20 мм, знізіць тэмпературу і разрадзіць яго, каб атрымаць прамежкавы матэрыял 2. У працэсе піролізу выкарыстоўваецца два віды абсталявання: вертыкальны рэактар і бесперапынны рэактар абсталяванне для гранулявання, абодва з якіх маюць аднолькавы прынцып.Яны абодва змешваюцца або рухаюцца пад пэўнай тэмпературнай крывой, каб змяніць склад матэрыялу і фізічныя і хімічныя ўласцівасці ў рэактары.Розніца ў тым, што вертыкальны чайнік - гэта камбінаваны рэжым гарачага чайніка і халоднага чайніка.Кампаненты матэрыялу ў чайніку змяняюцца шляхам мяшання ў адпаведнасці з тэмпературнай крывой у гарачым чайніку.Пасля завяршэння яго кладуць у астуджальны чайнік для астуджэння, і гарачы чайнік можна падаваць.Абсталяванне бесперапыннага гранулявання забяспечвае бесперапынную працу з нізкім спажываннем энергіі і высокай прадукцыйнасцю.
◼ Карбанізацыя і графітызацыі з'яўляюцца незаменнымі часткамі.Печ карбанізацыі карбанізуе матэрыялы пры сярэдніх і нізкіх тэмпературах.Тэмпература печы карбанізацыі можа дасягаць 1600 градусаў Цэльсія, што можа задаволіць патрэбы карбанізацыі.Высокадакладны інтэлектуальны рэгулятар тэмпературы і аўтаматычная сістэма маніторынгу ПЛК дазволяць дакладна кантраляваць дадзеныя, атрыманыя ў працэсе карбанізацыі.
Печ для графітызацыі, уключаючы гарызантальную высокатэмпературную, ніжнюю напорную, вертыкальную і г.д., змяшчае графіт у гарачую зону графіту (асяроддзе, якое змяшчае вуглярод) для спякання і плаўлення, і тэмпература ў гэты перыяд можа дасягаць 3200 ℃.
◼ Пакрыццё
Прамежкавы матэрыял 4 транспартуецца ў бункер праз аўтаматычную сістэму транспарціроўкі, і матэрыял аўтаматычна запаўняецца ў скрыню праметыя маніпулятарам.Аўтаматычная сістэма транспарціроўкі транспартуе скрыначны праметый у рэактар бесперапыннага дзеяння (ролікавая печ) для нанясення пакрыцця, атрымання прамежкавага матэрыялу 5 (пад абаронай азоту матэрыял награваецца да 1150 ℃ у адпаведнасці з пэўнай крывой павышэння тэмпературы на працягу 8~10 гадзін. Працэс нагрэву - гэта ўскосны нагрэў абсталявання, які ператварае высакаякасны асфальт у піралітычнае вугляроднае пакрыццё кандэнсуецца, і марфалогія крышталя трансфармуецца (аморфны стан ператвараецца ў крышталічны), упарадкаваны мікракрышталічны вугляродны пласт утвараецца на паверхні натуральных сферычных часціц графіту, і, нарэшце, утвараецца графітападобны матэрыял з пакрыццём са структурай «ядро-абалонка». атрымана