Katoodi materjal
Liitiumioonakude anorgaaniliste elektroodide materjalide valmistamisel kasutatakse kõige sagedamini kõrge temperatuuriga tahkisreaktsiooni.Kõrge temperatuuriga tahkefaasiline reaktsioon: viitab protsessile, mille käigus reageerivad ained, sealhulgas tahkefaasilised ained, reageerivad teatud aja jooksul teatud temperatuuril ja tekitavad keemilisi reaktsioone erinevate elementide vastastikuse difusiooni kaudu, et saada teatud temperatuuril kõige stabiilsemad ühendid. , sealhulgas tahke-tahke reaktsioon, tahke-gaasi reaktsioon ja tahke-vedelik reaktsioon.
Isegi kui kasutatakse sool-geeli meetodit, kaassadestamise meetodit, hüdrotermilist meetodit ja solvotermilist meetodit, on tavaliselt vaja tahkefaasilist reaktsiooni või tahkefaasilist paagutamist kõrgel temperatuuril.Selle põhjuseks on asjaolu, et liitium-ioonaku tööpõhimõte nõuab, et selle elektroodi materjal saaks korduvalt sisestada ja eemaldada li +, seega peab selle võre struktuur olema piisava stabiilsusega, mis eeldab, et aktiivsete materjalide kristallilisus peaks olema kõrge ja kristallstruktuur korrapärane. .Seda on madala temperatuuri tingimustes raske saavutada, seetõttu saadakse praegu tegelikult kasutatavate liitium-ioonakude elektroodimaterjalid põhiliselt kõrgtemperatuurse tahkisreaktsiooni teel.
Katoodmaterjalide töötlemise tootmisliin sisaldab peamiselt segamissüsteemi, paagutamissüsteemi, purustamissüsteemi, veepesusüsteemi (ainult kõrge niklisisaldusega), pakkimissüsteemi, pulbri edastussüsteemi ja intelligentset juhtimissüsteemi.
Kui liitiumioonakude katoodmaterjalide tootmisel kasutatakse märgsegamisprotsessi, tekivad sageli kuivamisprobleemid.Märgsegamisprotsessis kasutatavad erinevad lahustid toovad kaasa erinevad kuivatusprotsessid ja -seadmed.Praegu kasutatakse märgsegamise protsessis peamiselt kahte tüüpi lahusteid: mittevesilahustid, nimelt orgaanilised lahustid, nagu etanool, atsetoon jne;Vesi lahusti.Liitium-ioonaku katoodmaterjalide märgsegamise kuivatusseadmed hõlmavad peamiselt: vaakum-pöördkuivatit, vaakum-rehakuivatit, pihustuskuivatit, vaakumlintkuivatit.
Liitium-ioonakude katoodmaterjalide tööstuslikul tootmisel kasutatakse tavaliselt kõrgtemperatuurset tahkispaagutamise sünteesiprotsessi ning selle põhi- ja põhivarustus on paagutusahi.Liitium-ioonaku katoodmaterjalide tootmiseks kasutatavad toorained segatakse ühtlaselt ja kuivatatakse, seejärel laaditakse paagutamiseks ahju ning seejärel laaditakse ahjust välja purustamise ja klassifitseerimise protsessi.Katoodmaterjalide tootmisel on väga olulised tehnilised ja majanduslikud näitajad, nagu temperatuuri reguleerimise temperatuur, temperatuuri ühtlus, atmosfääri reguleerimine ja ühtlus, järjepidevus, tootmisvõimsus, energiatarbimine ja ahju automatiseerituse aste.Praegu on katoodmaterjalide tootmisel põhilisteks paagutamisseadmeteks tõukurahi, rullahi ja kellahi.
◼ Rull-ahi on keskmise suurusega tunnelahju pideva kuumutamise ja paagutamisega.
◼ Vastavalt ahju atmosfäärile, nagu tõukurahi, jaguneb rullahi ka õhu- ja atmosfääriahjuks.
- Õhuahi: kasutatakse peamiselt oksüdeerivat atmosfääri vajavate materjalide, näiteks liitiummanganaadi materjalide, liitiumkoobaltoksiidi materjalide, kolmekomponentsete materjalide paagutamiseks;
- Atmosfääriahi: kasutatakse peamiselt NCA kolmekomponentsete materjalide, liitiumraudfosfaadi (LFP) materjalide, grafiitanoodi materjalide ja muude paagutusmaterjalide jaoks, mis vajavad atmosfääri (nt N2 või O2) gaasikaitset.
◼ Rull-ahi kasutab veerehõõrdeprotsessi, nii et tõukejõud ei mõjuta ahju pikkust.Teoreetiliselt võib see olla lõpmatu.Ahju õõnsuse struktuuri omadused, parem konsistents toodete põletamisel ja ahju õõnsuse suur struktuur soodustavad õhuvoolu liikumist ahjus ning toodete äravoolu ja kummist väljavoolu.Tõukurahju asendamiseks eelistatakse seda seadet, et tõeliselt teostada suuremahulist tootmist.
◼ Praegusel ajal paagutatakse liitium-ioonakude liitiumkoobaltoksiid, kolmekomponentne, liitiummanganaat ja muud katoodmaterjalid õhkrullahjus, liitiumraudfosfaat aga lämmastikuga kaitstud rullahjus ja NCA paagutatakse rullis. hapnikuga kaitstud ahi.
Negatiivse elektroodi materjal
Tehisgrafiidi põhiprotsessi põhietapid hõlmavad eeltöötlust, pürolüüsi, jahvatuskuuli, grafitimist (st kuumtöötlust, et algselt korrastamata süsinikuaatomid oleksid korralikult paigutatud, ja peamised tehnilised lülid), segamine, katmine, segamine. sõelumine, kaalumine, pakendamine ja ladustamine.Kõik toimingud on korralikud ja keerulised.
◼ Granuleerimine jaguneb pürolüüsiprotsessiks ja kuuljahvatamise sõelumisprotsessiks.
Pürolüüsi käigus pange reaktorisse vahematerjal 1, asendage reaktoris olev õhk N2-ga, sulgege reaktor, soojendage seda vastavalt temperatuurikõverale elektriliselt, segage 200 ~ 300 ℃ juures 1-3 tundi ja jätkake siis. soojendage seda temperatuurini 400–500 ℃, segage, et saada materjal osakeste suurusega 10–20 mm, alandage temperatuuri ja tühjendage see vahematerjali saamiseks 2. Pürolüüsiprotsessis kasutatakse kahte tüüpi seadmeid, vertikaalset reaktorit ja pidevat reaktorit. granuleerimisseadmed, millel mõlemal on sama põhimõte.Need mõlemad segavad või liiguvad teatud temperatuurikõvera all, et muuta materjali koostist ning füüsikalisi ja keemilisi omadusi reaktoris.Erinevus seisneb selles, et vertikaalne veekeetja on kuuma ja külma veekeetja kombineeritud režiim.Veekeetja materjalikomponente muudetakse segades vastavalt kuuma veekeetja temperatuurikõverale.Pärast valmimist pannakse see jahutamiseks jahutuskannu ja kuuma veekeetja saab sööta.Pideva granuleerimise seadmed tagavad pideva töö madala energiatarbimise ja suure võimsusega.
◼ Karboniseerimine ja grafitiseerimine on asendamatu osa.Karboniseerimisahi karboniseerib materjale keskmisel ja madalal temperatuuril.Karboniseerimisahju temperatuur võib ulatuda 1600 kraadini Celsiuse järgi, mis vastab karboniseerimise vajadustele.Kõrge täpsusega intelligentne temperatuurikontroller ja automaatne PLC-seiresüsteem muudavad karboniseerimisprotsessis genereeritud andmed täpselt kontrollitavaks.
Grafitiseerimisahi, sealhulgas horisontaalne kõrge temperatuur, madalam tühjendus, vertikaalne jne, asetab grafiidi paagutamiseks ja sulatamiseks grafiidi kuuma tsooni (süsinikku sisaldavasse keskkonda) ning temperatuur võib sel perioodil ulatuda 3200 ℃-ni.
◼ Katmine
Vahematerjal 4 transporditakse automaatse transpordisüsteemi kaudu silohoidlasse ja materjal täidetakse manipulaatori poolt automaatselt kastipromeetiumi.Automaatne edastussüsteem transpordib kastipromeetiumi pidevasse reaktorisse (rullahju) katmiseks, hankige vahematerjal 5 (lämmastiku kaitse all kuumutatakse materjali temperatuurini 1150 ℃ vastavalt teatud temperatuuritõusu kõverale 8–10 tundi). Kütteprotsess seisneb seadmete soojendamises läbi elektri ja küttemeetod on kaudne Kuumutamine muudab grafiidiosakeste pinnal oleva kvaliteetse asfaldi kütteprotsessi käigus kvaliteetses asfaldis olevad vaigud kondenseeruvad ja kristallide morfoloogia muudetakse (amorfne olek muudetakse kristalliliseks), looduslike sfääriliste grafiidiosakeste pinnale moodustub korrastatud mikrokristalliline süsinikukiht ja lõpuks moodustub kaetud grafiiditaoline materjal, millel on "südamik-kest" struktuur. saadud