Katodemateriaal
By de tarieding fan anorganyske elektrodematerialen foar lithium-ionbatterijen wurdt in hege-temperatuer fêste-fazereaksje it meast brûkt. Hege-temperatuer fêste-fazereaksje: ferwiist nei it proses wêrby't de reaktanten, ynklusyf fêste-fazereaksjes, in bepaalde temperatuer in skoft reagearje en gemyske reaksjes produsearje troch ûnderlinge fersprieding tusken ferskate eleminten om de meast stabile ferbiningen te produsearjen by in bepaalde temperatuer, ynklusyf fêste-fêste reaksje, fêste-gasreaksje en fêste-floeistofreaksje.
Sels as de sol-gel-metoade, kopresipitaasjemetoade, hydrothermale metoade en solvothermale metoade brûkt wurde, is fêste-faze-reaksje of fêste-faze-sinterjen by hege temperatuer meastal fereaske. Dit komt om't it wurkprinsipe fan in lithium-ion-batterij fereasket dat it elektrodemateriaal li+ werhelle kearen ynfoegje en fuortsmite kin, sadat de roasterstruktuer genôch stabiliteit hawwe moat, wat fereasket dat de kristalliniteit fan aktive materialen heech wêze moat en de kristalstruktuer regelmjittich wêze moat. Dit is lestich te berikken ûnder lege temperatueromstannichheden, sadat de elektrodematerialen fan lithium-ion-batterijen dy't op it stuit eins brûkt wurde, yn prinsipe krigen wurde troch in fêste-tastânreaksje by hege temperatuer.
De produksjeline foar katodemateriaalferwurking omfettet benammen in mingsysteem, sintersysteem, ferplettersysteem, wetterwassysteem (allinich hege nikkel), ferpakkingssysteem, poeiertransportsysteem en yntelliginte kontrôlesysteem.
As it wiete mingproses brûkt wurdt by de produksje fan katodematerialen foar lithium-ion-batterijen, ûntsteane faak droechproblemen. Ferskillende oplosmiddels dy't brûkt wurde yn it wiete mingproses sille liede ta ferskillende droechprosessen en apparatuer. Op it stuit binne d'r benammen twa soarten oplosmiddels dy't brûkt wurde yn it wiete mingproses: net-wetterige oplosmiddels, nammentlik organyske oplosmiddels lykas ethanol, aceton, ensfh.; wetteroplosmiddel. De droechapparatuer foar it wiet mingen fan katodematerialen foar lithium-ion-batterijen omfettet benammen: fakuümrotearjende droeger, fakuümharkdroeger, spuitdroeger, fakuümriemdroeger.
De yndustriële produksje fan katodematerialen foar lithium-ion-batterijen brûkt meastentiids in hege-temperatuer fêste-steat sintersyntheseproses, en de kearn- en kaaiapparatuer is in sinteroven. De grûnstoffen foar de produksje fan katodematerialen foar lithium-ion-batterijen wurde unifoarm mingd en droege, dan yn 'e oven laden foar sinterjen, en dan út 'e oven ûntslein foar it ferpletterings- en klassifikaasjeproses. Foar de produksje fan katodematerialen binne de technyske en ekonomyske yndikatoaren lykas temperatuerkontrôletemperatuer, temperatueruniformiteit, atmosfearkontrôle en uniformiteit, kontinuïteit, produksjekapasiteit, enerzjyferbrûk en automatisearringsgraad fan 'e oven tige wichtich. Op it stuit binne de wichtichste sinterapparatuer dy't brûkt wurdt by de produksje fan katodematerialen pusherovens, rollerovens en klokovens.
◼ Roloven is in middelgrutte tunneloven mei trochgeande ferwaarming en sinterjen.
◼ Neffens de sfear fan 'e oven, lykas de pusheroven, is de roloven ek ferdield yn loftoven en sfearoven.
- Loftoven: benammen brûkt foar it sinterjen fan materialen dy't in oksidearjende sfear nedich binne, lykas lithiummanganaatmaterialen, lithiumkobaltoxidematerialen, ternaire materialen, ensfh.
- Atmosfearoven: benammen brûkt foar NCA-ternaire materialen, lithium-izerfosfaat (LFP) materialen, grafytanodematerialen en oare sintermaterialen dy't beskerming nedich binne tsjin atmosfeargas (lykas N2 of O2).
◼ De roloven brûkt in rôljend wriuwingsproses, sadat de lingte fan 'e oven net beynfloede wurdt troch de oandriuwkrêft. Teoretysk kin it ûneinich wêze. De skaaimerken fan 'e ovenholtestruktuer, bettere konsistinsje by it bakken fan produkten, en de grutte ovenholtestruktuer binne geunstiger foar de beweging fan luchtstream yn 'e oven en de ôfwettering en rubberôffier fan produkten. It is de foarkarsapparatuer om de pusheroven te ferfangen om echt grutskalige produksje te realisearjen.
◼ Op it stuit wurde lithiumkobaltoxide, ternêr, lithiummanganaat en oare katodematerialen fan lithium-ionbatterijen sintere yn in loftroloven, wylst lithiumizerfosfaat sintere wurdt yn in roloven beskerme troch stikstof, en NCA sintere wurdt yn in roloven beskerme troch soerstof.
Negatyf elektrodemateriaal
De wichtichste stappen fan it basisproses fan keunstmjittige grafyt omfetsje foarbehanneling, pyrolyse, slypjen mei in bal, grafitisaasje (dat is waarmtebehanneling, sadat de oarspronklik ûnregelmjittige koalstofatomen kreas regele binne, en de wichtichste technyske ferbiningen), mingen, coaten, mingen, screenen, weagjen, ferpakking en opslach. Alle operaasjes binne fyn en kompleks.
◼ Granulaasje is ferdield yn pyrolyseproses en kûgelfrees-sievingsproses.
Yn it pyrolyseproses, set tuskenmateriaal 1 yn 'e reaktor, ferfang de loft yn 'e reaktor mei N2, fersegelje de reaktor, ferwaarmje it elektrysk neffens de temperatuerkurve, roer it by 200 ~ 300 ℃ foar 1 ~ 3 oeren, en bliuw it dan ferwaarmje nei 400 ~ 500 ℃, roer it om materiaal te krijen mei in dieltsjegrutte fan 10 ~ 20 mm, ferleegje de temperatuer en ûntslacht it om tuskenmateriaal 2 te krijen. D'r binne twa soarten apparatuer dy't brûkt wurde yn it pyrolyseproses, fertikale reaktor en trochgeande granulaasjeapparatuer, dy't beide itselde prinsipe hawwe. Se roerje of bewege beide ûnder in bepaalde temperatuerkurve om de materiaalsamenstelling en fysike en gemyske eigenskippen yn 'e reaktor te feroarjen. It ferskil is dat de fertikale tsjettel in kombinaasjemodus is fan hjitte tsjettel en kâlde tsjettel. De materiaalkomponinten yn 'e tsjettel wurde feroare troch roerjen neffens de temperatuerkurve yn 'e hjitte tsjettel. Nei foltôging wurdt it yn 'e koeltsjettel pleatst foar koeling, en de hjitte tsjettel kin fiede wurde. Kontinue granulaasjeapparatuer realisearret trochgeande operaasje, mei leech enerzjyferbrûk en hege útfier.
◼ Karbonisaasje en grafitisaasje binne in ûnmisber ûnderdiel. De karbonisaasjeoven karbonisearret de materialen by middelgrutte en lege temperatueren. De temperatuer fan 'e karbonisaasjeoven kin 1600 graden Celsius berikke, wat foldocht oan 'e behoeften fan karbonisaasje. De heechpresyzje yntelliginte temperatuerkontroller en it automatyske PLC-monitorsysteem sille de gegevens dy't generearre wurde yn it karbonisaasjeproses sekuer regele meitsje.
Grafitisaasjeoven, ynklusyf horizontale hege temperatuer, legere ûntlading, fertikale, ensfh., pleatst grafyt yn grafyt hjitte sône (koalstofbefettende omjouwing) foar sinterjen en smelten, en de temperatuer yn dizze perioade kin 3200 ℃ berikke.
◼ Bekleding
It tuskenmateriaal 4 wurdt troch it automatyske transportsysteem nei de silo ferfierd, en it materiaal wurdt automatysk troch de manipulator yn 'e doazepromethium foldien. It automatyske transportsysteem ferfiert de doazepromethium nei de trochgeande reaktor (roloven) foar it coaten. Krij it tuskenmateriaal 5 (ûnder beskerming fan stikstof wurdt it materiaal ferwaarme oant 1150 ℃ neffens in bepaalde temperatuerstigingskromme foar 8 ~ 10 oeren). It ferwaarmingsproses is om de apparatuer te ferwaarmjen fia elektrisiteit, en de ferwaarmingsmetoade is yndirekt. De ferwaarming feroaret it asfalt fan hege kwaliteit op it oerflak fan grafytdieltsjes yn in pyrolytyske koalstofcoating. Tidens it ferwaarmingsproses kondinsearje de harsen yn it asfalt fan hege kwaliteit, en de kristalmorfology wurdt transformearre (amorfe steat wurdt transformearre yn kristallijne steat). In oardere mikrokristallijne koalstoflaach wurdt foarme op it oerflak fan natuerlike sferyske grafytdieltsjes, en úteinlik wurdt in coated grafyt-eftich materiaal mei in "kearn-skel" struktuer krigen.