Katodoaren materiala
Litio ioietako baterietarako elektrodo ez-organikoen materialak prestatzean, tenperatura altuko egoera solidoaren erreakzioa da gehien erabiltzen dena.Tenperatura altuko fase solidoaren erreakzioa: fase solidoko substantziak barne erreaktiboek denbora-tarte batean tenperatura jakin batean erreakzionatzen duten eta hainbat elementuren arteko elkarrekiko difusioaren bidez erreakzio kimikoak sortzen dituen prozesuari esaten zaio, tenperatura jakin batean konposatu egonkorrenak sortzeko. , solido-solido erreakzioa, solido-gas erreakzioa eta solido-likido erreakzioa barne.
Sol-gel metodoa, koprezipitazio metodoa, metodo hidrotermala eta metodo solbotermikoa erabiltzen badira ere, fase solidoko erreakzioa edo fase solidoko sinterizazioa tenperatura altuan behar da normalean.Hau da, litio-ioizko bateriaren funtzionamendu-printzipioak bere elektrodoaren materialak behin eta berriz sartu eta kendu ahal izatea eskatzen duelako li+, beraz, bere sare-egiturak egonkortasun nahikoa izan behar du, eta horrek material aktiboen kristalinotasuna handia izan behar du eta kristal-egitura erregularra izan behar du. .Hori zaila da tenperatura baxuko baldintzetan lortzea, beraz, gaur egun benetan erabiltzen diren litio-ioizko baterien elektrodo-materialak tenperatura altuko egoera solidoko erreakzioaren bidez lortzen dira funtsean.
Material katodoa prozesatzeko produkzio-lerroak nahasketa-sistema, sinterizazio-sistema, birrinketa-sistema, ura garbitzeko sistema (nikel altua soilik), ontziratzeko sistema, hautsa garraiatzeko sistema eta kontrol sistema adimenduna ditu batez ere.
Nahaste hezearen prozesua litio-ioizko baterietarako katodo-materialen ekoizpenean erabiltzen denean, lehortzeko arazoak izaten dira sarritan.Hezea nahasteko prozesuan erabiltzen diren disolbatzaile ezberdinek lehortze prozesu eta ekipamendu desberdinak ekarriko dituzte.Gaur egun, batez ere bi disolbatzaile mota erabiltzen dira hezea nahasteko prozesuan: urtsuak ez diren disolbatzaileak, hots, etanola, azetona eta abar bezalako disolbatzaile organikoak;Ur-disolbatzailea.Litio-ioizko bateria katodoen materialen nahasketa hezean lehortzeko ekipamenduak honako hauek dira nagusiki: hutseko lehorgailu birakaria, hutsuneko lehorgailua, spray lehorgailua, hutseko gerriko lehorgailua.
Litio-ioizko baterien katodo-materialen industria-ekoizpenak normalean tenperatura altuko egoera solidoko sinterizazio-sinterizazio-prozesua hartzen du, eta bere muina eta funtsezko ekipamendua sinterizazio-labea da.Litio-ioizko bateria katodoen materialak ekoizteko lehengaiak uniformeki nahasten eta lehortzen dira, gero labean kargatzen dira sinterizatzeko eta, ondoren, labetik deskargatzen dira birrintzeko eta sailkatzeko prozesura.Material katodoak ekoizteko, oso garrantzitsuak dira adierazle tekniko eta ekonomikoak, hala nola tenperatura kontrolatzeko tenperatura, tenperaturaren uniformetasuna, atmosferaren kontrola eta uniformetasuna, jarraitutasuna, ekoizpen ahalmena, energia kontsumoa eta labearen automatizazio maila.Gaur egun, katodoen materialak ekoizteko erabiltzen diren sinterizazio ekipamendu nagusiak bultzatzaile-labea, arrabol-labea eta kanpai-labea dira.
◼ Roller-labea tunel-labe ertainekoa da, etengabeko berokuntza eta sinterizazioa duena.
◼ Labearen atmosferaren arabera, bultzatzaile-labea bezala, arrabol-labea aire-labea eta atmosfera-labea ere banatzen da.
- Aire-labea: atmosfera oxidatzailea behar duten materialak sinterizatzeko erabiltzen da batez ere, hala nola litio manganatozko materialak, litio kobalto oxidozko materialak, material ternarioak, etab.
- Atmosferako labea: NCA material ternarioetarako, litio burdina fosfatorako (LFP) materialetarako, grafitozko anodoetarako materialetarako eta atmosfera (N2 edo O2) gas babesa behar duten beste material sinterizatzeko erabiltzen da batez ere.
◼ Arrabol-labeak ijezketa-marruskadura-prozesua hartzen du, beraz, labearen luzera ez da propultsio-indarrak eragingo.Teorian, infinitua izan daiteke.Labearen barrunbearen egituraren ezaugarriak, produktuak jaurtitzerakoan koherentzia hobea eta labearen barrunbearen egitura handiak labean aire-fluxuaren mugimendua eta produktuen drainatze eta kautxua isurtzeko lagungarriagoak dira.Bultzagailu-labea ordezteko ekipamendu hobetsia da eskala handiko ekoizpena benetan gauzatzeko.
◼ Gaur egun, litio kobalto oxidoa, ternarioa, litio manganatoa eta litio-ioizko baterien beste katodozko materialak aire-errebo-labe batean sinterizatzen dira, litio-burdin fosfatoa nitrogenoz babestutako arrabol-labe batean sinterizatzen da eta NCA arrabol batean sinterizatzen da. labea oxigenoz babestuta.
Elektrodo negatiboaren materiala
Grafito artifizialaren oinarrizko prozesu-fluxuaren urrats nagusiak honako hauek dira: aurretratamendua, pirolisia, artezketa-bola, grafitizazioa (hau da, tratamendu termikoa, jatorriz desordenatutako karbono atomoak txukun antolatu daitezen eta lotura tekniko nagusiak), nahasketa, estaldura, nahasketa. baheketa, pisaketa, ontziratzea eta biltegiratzea.Eragiketa guztiak finak eta konplexuak dira.
◼ Granulazioa pirolisi prozesuan eta bola fresatzeko baheketa prozesuan banatzen da.
Pirolisi prozesuan, jarri tarteko 1. materiala erreaktorean, ordezkatu erreaktoreko airea N2-rekin, zigilatu erreaktorea, berotu elektrikoki tenperatura-kurbaren arabera, irabiatu 200 ~ 300 ℃-tan 1 ~ 3 orduz eta gero jarraitu. 400 ~ 500 ℃-ra berotzeko, irabiatu 10 ~ 20 mm-ko partikula-tamaina duen materiala lortzeko, tenperatura jaitsi eta deskargatu bitarteko materiala lortzeko 2. Pirolisi prozesuan bi ekipamendu mota daude, erreaktore bertikala eta etengabea. granulazio-ekipoak, biek printzipio bera dute.Biak irabiatu edo mugitzen dira tenperatura-kurba jakin baten azpian, erreaktorearen materialaren konposizioa eta propietate fisiko eta kimikoak aldatzeko.Aldea da ontzi bertikala ontzi beroaren eta ontzi hotzaren konbinazio modua dela.Kettlearen material-osagaiak irabiatuz aldatzen dira eltze beroko tenperatura-kurbaren arabera.Amaitu ondoren, hozte-ontzian sartzen da hozteko, eta beroa elikatu daiteke.Etengabeko granulazio-ekipoak etengabeko funtzionamendua lortzen du, energia-kontsumo txikia eta irteera handikoa.
◼ Karbonizazioa eta grafitizazioa ezinbesteko atala dira.Karbonizazio-labeak tenperatura ertain eta baxuetan karbonizatzen ditu materialak.Karbonizazio-labearen tenperatura 1600 gradu Celsius izatera irits daiteke, eta horrek karbonizazio beharrak ase ditzake.Zehaztasun handiko tenperatura kontrolagailu adimendunak eta PLC monitorizazio sistema automatikoak karbonizazio prozesuan sortutako datuak zehaztasunez kontrolatuko ditu.
Grafito-labeak, tenperatura altu horizontala, isurketa baxua, bertikala, etab. barne, grafitoa grafitoaren eremu beroan jartzen du (karbonoa duen ingurunea) sinterizatzeko eta urtzeko, eta aldi honetan tenperatura 3200 ℃ irits daiteke.
◼ Estaldura
Tarteko materiala 4 silora garraiatzen da garraiatzeko sistema automatikoaren bidez, eta materiala automatikoki kutxa prometioan sartzen da manipulatzaileak.Garraio sistema automatikoak kutxa prometioa etengabeko erreaktorera (arrabol-labea) garraiatzen du estaldura egiteko. Lortu tarteko materiala 5 (nitrogenoaren babespean, materiala 1150 ℃-ra berotzen da 8 ~ 10 orduz tenperatura igoeraren kurba jakin baten arabera. Berokuntza-prozesua ekipamendua elektrizitatearen bidez berotzea da, eta berotze-metodoa zeharkakoa da. Berokuntzak grafito partikulen gainazaleko kalitate handiko asfaltoa karbono-estaldura pirolitikoa bihurtzen du kondentsatu eta kristalaren morfologia eraldatu egiten da (egoera amorfoa egoera kristalinoan bihurtzen da), grafito-partikula esferiko naturalen gainazalean karbono-geruza mikrokristalino ordenatu bat eratzen da eta, azkenik, "nukleo-shell" egitura duen grafito estalitako materiala da. lortu