Материјал на катодата
При подготовка на неоргански електродни материјали за литиум-јонски батерии, најчесто се користи реакција на цврста состојба на висока температура. Реакција на цврста фаза на висока температура: се однесува на процес во кој реактантите, вклучувајќи супстанции во цврста фаза, реагираат одреден временски период на одредена температура и произведуваат хемиски реакции преку меѓусебна дифузија помеѓу различни елементи за да се произведат најстабилните соединенија на одредена температура, вклучувајќи реакција на цврсто тело, реакција на цврсто тело и гас и реакција на цврсто тело и течност.
Дури и ако се користат сол-гел метод, метод на копреципитација, хидротермален метод и солвотермален метод, обично е потребна реакција во цврста фаза или синтерување во цврста фаза на висока температура. Ова е затоа што принципот на работа на литиум-јонските батерии бара нивниот електроден материјал постојано да вметнува и отстранува li+, па затоа нивната решеткаста структура мора да има доволна стабилност, што бара кристалинитетот на активните материјали да биде висок, а кристалната структура да биде правилна. Ова е тешко да се постигне во услови на ниски температури, па затоа електродните материјали на литиум-јонските батерии што всушност се користат во моментов во основа се добиваат преку реакција во цврста состојба на висока температура.
Производната линија за обработка на катоден материјал главно вклучува систем за мешање, систем за синтерување, систем за дробење, систем за перење со вода (само со висока содржина на никел), систем за пакување, систем за пренесување на прав и интелигентен систем за контрола.
Кога процесот на влажно мешање се користи во производството на катодни материјали за литиум-јонски батерии, често се јавуваат проблеми со сушењето. Различните растворувачи што се користат во процесот на влажно мешање ќе доведат до различни процеси на сушење и опрема. Во моментов, во процесот на влажно мешање се користат главно два вида растворувачи: неводни растворувачи, имено органски растворувачи како што се етанол, ацетон итн.; Воден растворувач. Опремата за сушење за влажно мешање на катодни материјали од литиум-јонски батерии главно вклучува: вакуумска ротациона сушара, вакуумска сушара со гребло, сушара со распрскување, сушара со вакуумска лента.
Индустриското производство на катодни материјали за литиум-јонски батерии обично користи високотемпературен процес на синтерување во цврста состојба, а неговото јадро и клучна опрема е печка за синтерување. Суровините за производство на катодни материјали за литиум-јонски батерии се рамномерно мешаат и сушат, потоа се внесуваат во печката за синтерување, а потоа се истоваруваат од печката во процесот на дробење и класификација. За производство на катодни материјали, техничките и економските индикатори како што се контролата на температурата, униформноста на температурата, контролата и униформноста на атмосферата, континуитетот, производствениот капацитет, потрошувачката на енергија и степенот на автоматизација на печката се многу важни. Во моментов, главната опрема за синтерување што се користи во производството на катодни материјали се туркачка печка, ролерска печка и печка со ѕвонче.
◼ Ролериската печка е тунелна печка со средна големина со континуирано загревање и синтерување.
◼ Според атмосферата на печката, како и туркачката печка, ролерската печка е исто така поделена на воздушна печка и атмосферска печка.
- Воздушна печка: главно се користи за синтерување на материјали што бараат оксидирачка атмосфера, како што се литиум манганатни материјали, литиум кобалт оксидни материјали, тројни материјали итн.
- Атмосферска печка: главно се користи за NCA тернарни материјали, материјали од литиум железо фосфат (LFP), материјали од графитна анода и други материјали за синтерување на кои им е потребна заштита од атмосферски гасови (како што се N2 или O2).
◼ Ролерската печка користи процес на триење на тркалање, така што должината на печката нема да биде засегната од погонската сила. Теоретски, може да биде бесконечна. Карактеристиките на структурата на шуплината на печката, подобрата конзистентност при печење на производите и големата структура на шуплината на печката се поповолни за движење на протокот на воздух во печката и дренажата и празнењето на гумата на производите. Тоа е претпочитаната опрема за замена на туркачката печка за вистинско реализирање на производство во големи размери.
◼ Во моментов, литиум кобалт оксид, тернарен, литиум манганат и други катодни материјали од литиум-јонски батерии се синтеруваат во воздушна ролериска печка, додека литиум железо фосфатот се синтерува во ролериска печка заштитена со азот, а NCA се синтерува во ролериска печка заштитена со кислород.
Материјал на негативна електрода
Главните чекори од основниот процес на вештачки графит вклучуваат претходна обработка, пиролиза, мелење со топка, графитизација (односно термичка обработка, така што првично неуредните јаглеродни атоми се уредно распоредени и клучните технички врски), мешање, премачкување, мешање, селектирање, мерење, пакување и складирање. Сите операции се фини и сложени.
◼ Гранулацијата е поделена на процес на пиролиза и процес на просејување со топчесто мелење.
Во процесот на пиролиза, ставете го средниот материјал 1 во реакторот, заменете го воздухот во реакторот со N2, затворете го реакторот, загревајте го електрично според температурната крива, мешајте го на 200 ~ 300 ℃ 1~3 часа, а потоа продолжете да го загревате до 400 ~ 500 ℃, промешајте го за да добиете материјал со големина на честички од 10 ~ 20 mm, намалете ја температурата и испразнете го за да добиете средниот материјал 2. Постојат два вида опрема што се користат во процесот на пиролиза, вертикален реактор и опрема за континуирана гранулација, кои имаат ист принцип. И двете мешаат или се движат под одредена температурна крива за да го променат составот на материјалот и физичките и хемиските својства во реакторот. Разликата е во тоа што вертикалниот котел е комбиниран режим на топол и ладен котел. Компонентите на материјалот во котелот се менуваат со мешање според температурната крива во топол котел. По завршувањето, се става во котелот за ладење за ладење, и топлиот котел може да се напојува. Опремата за континуирана гранулација остварува континуирана работа, со мала потрошувачка на енергија и висока моќност.
◼ Карбонизацијата и графитизацијата се неопходен дел. Печката за карбонизација ги карбонизира материјалите на средни и ниски температури. Температурата на печката за карбонизација може да достигне 1600 степени Целзиусови, што може да ги задоволи потребите за карбонизација. Интелигентниот контролер на температурата со висока прецизност и автоматскиот PLC систем за следење ќе ги контролираат податоците генерирани во процесот на карбонизација прецизно.
Графитизирачката печка, вклучувајќи хоризонтална печка за висока температура, пониско празнење, вертикална итн., го става графитот во графитна топла зона (средина што содржи јаглерод) за синтерување и топење, а температурата во овој период може да достигне 3200 ℃.
◼ Обложување
Средниот материјал 4 се транспортира во силосот преку автоматскиот систем за транспорт, а материјалот автоматски се полни во кутијата прометиум со манипулатор. Автоматскиот систем за транспорт ја транспортира кутијата прометиум во континуиран реактор (ролериска печка) за премачкување. Добијте го средниот материјал 5 (под заштита на азот, материјалот се загрева до 1150 ℃ според одредена крива на зголемување на температурата во период од 8~10 часа). Процесот на загревање е загревање на опремата преку електрична енергија, а методот на загревање е индиректен. Греењето го претвора висококвалитетниот асфалт на површината на графитните честички во пиролитички јаглероден премаз. За време на процесот на загревање, смоли во висококвалитетниот асфалт кондензираат, а кристалната морфологија се трансформира (аморфната состојба се трансформира во кристална состојба). На површината на природните сферични графитни честички се формира подреден микрокристален јаглероден слој и конечно се добива обложен материјал сличен на графит со структура „јадро-обвивка“.