Fabricarea materialelor pozitive și negative

În prepararea materialelor anorganice pentru electrozi pentru bateriile cu ioni de litiu, reacția în stare solidă la temperatură înaltă este cea mai frecvent utilizată.Reacție în fază solidă la temperatură înaltă: se referă la procesul prin care reactanții, inclusiv substanțele în fază solidă, reacționează pentru o perioadă de timp la o anumită temperatură și produc reacții chimice prin difuzia reciprocă între diferite elemente pentru a produce cei mai stabili compuși la o anumită temperatură. , inclusiv reacția solid-solid, reacția solid-gaz și reacția solid-lichid.

Chiar dacă se utilizează metoda sol-gel, metoda coprecipitării, metoda hidrotermală și metoda solvotermală, este de obicei necesară reacția în fază solidă sau sinterizarea în fază solidă la temperatură ridicată.Acest lucru se datorează faptului că principiul de funcționare al bateriei litiu-ion necesită ca materialul său electrod să poată introduce și îndepărta în mod repetat li+, astfel încât structura sa rețelei trebuie să aibă o stabilitate suficientă, ceea ce necesită ca cristalinitatea materialelor active să fie ridicată și structura cristalină să fie regulată. .Acest lucru este dificil de realizat în condiții de temperatură scăzută, astfel încât materialele electrozilor bateriilor litiu-ion utilizate efectiv în prezent sunt obținute practic prin reacție în stare solidă la temperatură înaltă.

Linia de producție de procesare a materialelor catodice include în principal sistem de amestecare, sistem de sinterizare, sistem de zdrobire, sistem de spălare cu apă (numai nichel ridicat), sistem de ambalare, sistem de transport al pulberii și sistem de control inteligent.

Atunci când procesul de amestecare umedă este utilizat în producția de materiale catodice pentru bateriile litiu-ion, se întâlnesc adesea probleme de uscare.Diferiții solvenți utilizați în procesul de amestecare umedă vor duce la diferite procese și echipamente de uscare.În prezent, există în principal două tipuri de solvenți utilizați în procesul de amestecare umedă: solvenți neapoși, și anume solvenți organici precum etanolul, acetona etc;Solvent de apă.Echipamentul de uscare pentru amestecarea umedă a materialelor catodice a bateriei litiu-ion include în principal: uscător rotativ cu vid, uscător cu greblă cu vid, uscător cu pulverizare, uscător cu bandă de vid.

Producția industrială de materiale catodice pentru bateriile litiu-ion adoptă de obicei un proces de sinteză de sinterizare în stare solidă la temperatură înaltă, iar miezul și echipamentul cheie este cuptorul de sinterizare.Materiile prime pentru producerea materialelor catodice a bateriei litiu-ion sunt amestecate și uscate uniform, apoi încărcate în cuptor pentru sinterizare și apoi descărcate din cuptor în procesul de zdrobire și clasificare.Pentru producerea materialelor catodice, sunt foarte importanți indicatorii tehnici și economici precum temperatura de control al temperaturii, uniformitatea temperaturii, controlul și uniformitatea atmosferei, continuitatea, capacitatea de producție, consumul de energie și gradul de automatizare a cuptorului.În prezent, principalele echipamente de sinterizare utilizate în producția de materiale catodice sunt cuptorul cu împingere, cuptorul cu role și cuptorul cu clopot.

◼ Cuptorul cu role este un cuptor tunel de dimensiuni medii cu încălzire și sinterizare continuă.

◼ În funcție de atmosfera cuptorului, ca și cuptorul cu împingere, cuptorul cu role este, de asemenea, împărțit în cuptor cu aer și cuptor cu atmosferă.

• Cuptor cu aer: utilizat în principal pentru sinterizarea materialelor care necesită atmosferă oxidantă, cum ar fi materiale de manganat de litiu, materiale de oxid de litiu cobalt, materiale ternare, etc;
• Cuptor pentru atmosferă: utilizat în principal pentru materiale ternare NCA, materiale cu fosfat de litiu și fier (LFP), materiale pentru anozi de grafit și alte materiale de sinterizare care au nevoie de protecție prin atmosferă (cum ar fi N2 sau O2).

◼ Cuptorul cu role adoptă procesul de frecare prin rulare, astfel încât lungimea cuptorului nu va fi afectată de forța de propulsie.Teoretic, poate fi infinit.Caracteristicile structurii cavității cuptorului, consistența mai bună la arderea produselor și structura mare a cavității cuptorului este mai favorabilă mișcării fluxului de aer în cuptor și drenajului și evacuarii cauciucului produselor.Este echipamentul preferat pentru a înlocui cuptorul de împingere pentru a realiza cu adevărat producția la scară largă.

◼ În prezent, oxidul de litiu cobalt, ternar, manganat de litiu și alte materiale catodice ale bateriilor litiu-ion sunt sinterizate într-un cuptor cu role cu aer, în timp ce fosfatul de litiu fier este sinterizat într-un cuptor cu role protejat de azot, iar NCA este sinterizat într-un rolă. cuptor protejat de oxigen.