锂电池正极材料生产三元正极材料的详细工艺
众所周知,锂离子电池的三元材料是由三种关键元素构成的,其一是可以提高性能的镍;其二是抑制相变的钴;其三是让结构稳定的锰或铝。那生产的重要环节又分别是粉碎分解、混料磨料、高温烧结。每个环节的设备性能及控制决定了产品最终呈现的状况。其中分级、筛选和包装是三元材料的末尾环节,让我们来依次详细了解这些环节。
三元正极材料首先是分级,材料的表面积、压实密度、极片加工性能及电池的电化学性能受三元锂离子电池材料的粒度分布所影响,粉碎设备能对材料的粒径控制,却不能控制材料的粒度分布,那就要用到分级设备来控制材料的粒度分布。然后根据三元材料的粒度分布要求,选择不同的分级工艺和气流分级机。在气流粉碎机之后装上气流分级装置,对粉碎后的产品进行分级就是所谓的分级环节。
其次是筛分,对锂离子电池三元材料进行筛分是为了防止材料中含有粗大颗粒或异物。这种筛子单位面积产量大,筛孔不易堵塞,易于调整,但要用专门的传动设备而且容易消耗动力。电机、筛网和轴承对于振动筛的整个工作而言是最重要的部件。其中,筛网的选择非常关键,因为三元材料的制备过程中要防止铁杂质或者其它金属落入,所以要选择耐碱腐蚀的非金属来作为筛网的材质。
最后是包装,三元锂离子电池材料包装一般采用真空包装或抽真空后再充入惰性气体。真空包装机品种多,一般分为插管式、旋转台式、机械挤压式、室式输送带式和热成型式等。其中挤压式真空包装这种方法用于对真空度要求不高的场合。对包装袋充填好后,两侧用海绵等弹性物品将袋内的空气排清,最后再进行封口。以上就是三元正极材料的详细工业流程。
三元材料的未来发展趋势:趋势一是高镍三元,通过增加镍的比重,减少钴的比重,可以提高能量密度,还能降低成本;趋势二是提高有限的电池容量和提高电压平台可以增加能量密度;趋势三是采用单晶颗粒,减少副反应的发生,减少晶界,从而提高压实密度。锂离子电池三元正极材料因量产技术刚刚起步,在电池工艺、使用特性、安全策略、配套技术等方面还要不断地探索实践才能发展地更出色。
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