Bahan Katod
Dalam penyediaan bahan elektrod bukan organik untuk bateri ion litium, tindak balas keadaan pepejal suhu tinggi adalah yang paling biasa digunakan.Tindak balas fasa pepejal suhu tinggi: merujuk kepada proses di mana bahan tindak balas termasuk bahan fasa pepejal bertindak balas untuk satu tempoh masa pada suhu tertentu dan menghasilkan tindak balas kimia melalui resapan bersama antara pelbagai unsur untuk menghasilkan sebatian yang paling stabil pada suhu tertentu. , termasuk tindak balas pepejal-pepejal, tindak balas pepejal-gas dan tindak balas pepejal-cecair.
Walaupun kaedah sol-gel, kaedah kopresipitasi, kaedah hidroterma dan kaedah solvoterma digunakan, tindak balas fasa pepejal atau pensinteran fasa pepejal pada suhu tinggi biasanya diperlukan.Ini kerana prinsip kerja bateri litium-ion memerlukan bahan elektrodnya boleh berulang kali memasukkan dan mengeluarkan li+, jadi struktur kekisinya mesti mempunyai kestabilan yang mencukupi, yang memerlukan kehabluran bahan aktif harus tinggi dan struktur kristal harus teratur. .Ini sukar dicapai dalam keadaan suhu rendah, jadi bahan elektrod bateri litium-ion yang sebenarnya digunakan pada masa ini pada asasnya diperoleh melalui tindak balas keadaan pepejal suhu tinggi.
Barisan pengeluaran pemprosesan bahan katod terutamanya termasuk sistem pencampuran, sistem pensinteran, sistem penghancuran, sistem basuh air (hanya nikel tinggi), sistem pembungkusan, sistem penyampaian serbuk dan sistem kawalan pintar.
Apabila proses pencampuran basah digunakan dalam pengeluaran bahan katod untuk bateri litium-ion, masalah pengeringan sering dihadapi.Pelarut yang berbeza digunakan dalam proses pencampuran basah akan membawa kepada proses dan peralatan pengeringan yang berbeza.Pada masa ini, terdapat terutamanya dua jenis pelarut yang digunakan dalam proses pencampuran basah: pelarut bukan akueus, iaitu pelarut organik seperti etanol, aseton, dll;Pelarut air.Peralatan pengeringan untuk pencampuran basah bahan katod bateri lithium-ion terutamanya termasuk: pengering putar vakum, pengering rake vakum, pengering semburan, pengering tali pinggang vakum.
Pengeluaran industri bahan katod untuk bateri litium-ion biasanya menggunakan proses sintesis pensinteran keadaan pepejal suhu tinggi, dan peralatan teras dan utamanya ialah tanur pensinteran.Bahan mentah untuk pengeluaran bahan katod bateri lithium-ion dicampur dan dikeringkan secara seragam, kemudian dimuatkan ke dalam tanur untuk pensinteran, dan kemudian dipunggah dari tanur ke dalam proses penghancuran dan pengelasan.Untuk pengeluaran bahan katod, penunjuk teknikal dan ekonomi seperti suhu kawalan suhu, keseragaman suhu, kawalan dan keseragaman atmosfera, kesinambungan, kapasiti pengeluaran, penggunaan tenaga dan tahap automasi tanur adalah sangat penting.Pada masa ini, peralatan pensinteran utama yang digunakan dalam pengeluaran bahan katod ialah tanur penolak, tanur penggelek dan relau balang loceng.
◼ Rol tanur ialah tanur terowong bersaiz sederhana dengan pemanasan dan pensinteran berterusan.
◼ Mengikut suasana relau, seperti tanur penolak, tanur roller juga dibahagikan kepada tanur udara dan tanur atmosfera.
- Tanur udara: digunakan terutamanya untuk bahan pensinteran yang memerlukan suasana pengoksidaan, seperti bahan litium manganat, bahan litium kobalt oksida, bahan ternary, dsb;
- Kiln Atmosfera: digunakan terutamanya untuk bahan ternary NCA, bahan lithium iron phosphate (LFP), bahan anod grafit dan bahan pensinteran lain yang memerlukan perlindungan gas atmosfera (seperti N2 atau O2).
◼ Tanur penggelek mengamalkan proses geseran bergolek, jadi panjang tanur tidak akan terjejas oleh daya pendorong.Secara teorinya, ia boleh menjadi tidak terhingga.Ciri-ciri struktur rongga tanur, konsistensi yang lebih baik apabila produk menembak, dan struktur rongga tanur yang besar lebih kondusif untuk pergerakan aliran udara dalam relau dan saliran dan pelepasan getah produk.Ia adalah peralatan pilihan untuk menggantikan tanur penolak untuk benar-benar merealisasikan pengeluaran berskala besar.
◼ Pada masa ini, litium kobalt oksida, ternary, litium manganat dan bahan katod lain bagi bateri litium-ion disinter dalam tanur penggelek udara, manakala fosfat besi litium disinter dalam tanur penggelek yang dilindungi oleh nitrogen, dan NCA disinter dalam penggelek. tanur dilindungi oleh oksigen.
Bahan Elektrod Negatif
Langkah-langkah utama aliran proses asas grafit buatan termasuk prarawatan, pirolisis, bola pengisaran, grafitisasi (iaitu, rawatan haba, supaya atom karbon yang asalnya tidak teratur disusun dengan kemas, dan pautan teknikal utama), pencampuran, salutan, pencampuran pemeriksaan, penimbangan, pembungkusan dan pergudangan.Semua operasi adalah baik dan rumit.
◼ Granulasi terbahagi kepada proses pirolisis dan proses saringan penggilingan bola.
Dalam proses pirolisis, masukkan bahan perantaraan 1 ke dalam reaktor, gantikan udara dalam reaktor dengan N2, tutup reaktor, panaskan elektrik mengikut lengkung suhu, kacau pada 200 ~ 300 ℃ selama 1~3j, dan kemudian teruskan untuk memanaskannya kepada 400 ~ 500 ℃, kacau untuk mendapatkan bahan dengan saiz zarah 10 ~ 20mm, turunkan suhu dan nyahcasnya untuk mendapatkan bahan perantaraan 2. Terdapat dua jenis peralatan yang digunakan dalam proses pirolisis, reaktor menegak dan berterusan peralatan granulasi, kedua-duanya mempunyai prinsip yang sama.Kedua-duanya kacau atau bergerak di bawah lengkung suhu tertentu untuk menukar komposisi bahan dan sifat fizikal dan kimia dalam reaktor.Perbezaannya ialah cerek menegak adalah mod gabungan cerek panas dan cerek sejuk.Komponen bahan dalam cerek diubah dengan mengacau mengikut lengkung suhu dalam cerek panas.Selepas siap, ia dimasukkan ke dalam cerek penyejuk untuk disejukkan, dan cerek panas boleh diberi makan.Peralatan granulasi berterusan merealisasikan operasi berterusan, dengan penggunaan tenaga yang rendah dan output yang tinggi.
◼ Karbonisasi dan grafit adalah bahagian yang sangat diperlukan.Relau pengkarbonan mengkarbonkan bahan pada suhu sederhana dan rendah.Suhu relau pengkarbonan boleh mencapai 1600 darjah Celsius, yang boleh memenuhi keperluan pengkarbonan.Pengawal suhu pintar berketepatan tinggi dan sistem pemantauan PLC automatik akan menjadikan data yang dijana dalam proses pengkarbonan dikawal dengan tepat.
Relau grafisasi, termasuk suhu tinggi mendatar, pelepasan yang lebih rendah, menegak, dll., meletakkan grafit dalam zon panas grafit (persekitaran yang mengandungi karbon) untuk pensinteran dan peleburan, dan suhu dalam tempoh ini boleh mencapai 3200 ℃.
◼ Salutan
Bahan perantaraan 4 diangkut ke silo melalui sistem penyampaian automatik, dan bahan secara automatik diisi ke dalam kotak promethium oleh manipulator.Sistem penyampaian automatik mengangkut kotak promethium ke reaktor berterusan (roller kiln) untuk salutan, Dapatkan bahan perantaraan 5 (di bawah perlindungan nitrogen, bahan dipanaskan hingga 1150 ℃ mengikut lengkung kenaikan suhu tertentu selama 8~10j. Proses pemanasan adalah untuk memanaskan peralatan melalui elektrik, dan kaedah pemanasan adalah tidak langsung Pemanasan menjadikan asfalt berkualiti tinggi pada permukaan zarah grafit menjadi salutan karbon pirolitik Semasa proses pemanasan, resin dalam asfalt berkualiti tinggi terkondensasi, dan morfologi hablur diubah (keadaan amorfus diubah menjadi keadaan hablur), Lapisan karbon mikrohablur tersusun terbentuk pada permukaan zarah grafit sfera semula jadi, dan akhirnya bahan seperti grafit bersalut dengan struktur "teras cangkang" adalah diperolehi