Produzione di materiali positivi e negativi

Nella preparazione di materiali per elettrodi inorganici per batterie agli ioni di litio, la reazione allo stato solido ad alta temperatura è quella più comunemente utilizzata.Reazione in fase solida ad alta temperatura: si riferisce al processo in cui i reagenti, comprese le sostanze in fase solida, reagiscono per un periodo di tempo a una certa temperatura e producono reazioni chimiche attraverso la diffusione reciproca tra vari elementi per produrre i composti più stabili a una certa temperatura , compresa la reazione solido-solido, la reazione solido-gas e la reazione solido-liquido.

Anche se vengono utilizzati il ​​metodo sol-gel, il metodo di coprecipitazione, il metodo idrotermale e il metodo solvotermico, di solito è necessaria una reazione in fase solida o una sinterizzazione in fase solida ad alta temperatura.Questo perché il principio di funzionamento della batteria agli ioni di litio richiede che il materiale dell'elettrodo possa inserire e rimuovere ripetutamente li+, quindi la sua struttura reticolare deve avere sufficiente stabilità, il che richiede che la cristallinità dei materiali attivi sia elevata e che la struttura cristallina sia regolare .Ciò è difficile da ottenere in condizioni di bassa temperatura, quindi i materiali degli elettrodi delle batterie agli ioni di litio attualmente utilizzate sono fondamentalmente ottenuti attraverso una reazione allo stato solido ad alta temperatura.

La linea di produzione per la lavorazione del materiale catodico comprende principalmente il sistema di miscelazione, il sistema di sinterizzazione, il sistema di frantumazione, il sistema di lavaggio con acqua (solo ad alto contenuto di nichel), il sistema di imballaggio, il sistema di trasporto della polvere e il sistema di controllo intelligente.

Quando si utilizza il processo di miscelazione a umido nella produzione di materiali catodici per batterie agli ioni di litio, si incontrano spesso problemi di essiccazione.Diversi solventi utilizzati nel processo di miscelazione a umido porteranno a diversi processi e apparecchiature di essiccazione.Attualmente, ci sono principalmente due tipi di solventi utilizzati nel processo di miscelazione a umido: solventi non acquosi, vale a dire solventi organici come etanolo, acetone, ecc.;Solvente acquoso.L'attrezzatura di essiccazione per la miscelazione a umido dei materiali catodici delle batterie agli ioni di litio comprende principalmente: essiccatore rotativo a vuoto, essiccatore a rastrello a vuoto, essiccatore a spruzzo, essiccatore a nastro a vuoto.

La produzione industriale di materiali catodici per batterie agli ioni di litio solitamente adotta un processo di sintesi di sinterizzazione allo stato solido ad alta temperatura e il suo nucleo e l'attrezzatura chiave è il forno di sinterizzazione.Le materie prime per la produzione di materiali catodici per batterie agli ioni di litio vengono miscelate ed essiccate in modo uniforme, quindi caricate nel forno per la sinterizzazione e quindi scaricate dal forno nel processo di frantumazione e classificazione.Per la produzione di materiali catodici sono molto importanti gli indicatori tecnici ed economici come il controllo della temperatura, l'uniformità della temperatura, il controllo e l'uniformità dell'atmosfera, la continuità, la capacità produttiva, il consumo di energia e il grado di automazione del forno.Allo stato attuale, le principali apparecchiature di sinterizzazione utilizzate nella produzione di materiali catodici sono il forno a spinta, il forno a rulli e il forno a campana.

◼ Il forno a rulli è un forno a tunnel di medie dimensioni con riscaldamento e sinterizzazione continui.

◼ In base all'atmosfera del forno, come il forno a spinta, anche il forno a rulli è diviso in forno ad aria e forno ad atmosfera.

• Forno ad aria: utilizzato principalmente per la sinterizzazione di materiali che richiedono atmosfera ossidante, come materiali di manganato di litio, materiali di ossido di litio cobalto, materiali ternari, ecc.;
• Forno per atmosfera: utilizzato principalmente per materiali ternari NCA, materiali al litio ferro fosfato (LFP), materiali anodici in grafite e altri materiali di sinterizzazione che necessitano di protezione dal gas atmosferico (come N2 o O2).

◼ Il forno a rulli adotta un processo di attrito volvente, quindi la lunghezza del forno non sarà influenzata dalla forza di propulsione.Teoricamente può essere infinito.Le caratteristiche della struttura della cavità del forno, una migliore consistenza durante la cottura dei prodotti e la grande struttura della cavità del forno favoriscono maggiormente il movimento del flusso d'aria nel forno e il drenaggio e lo scarico della gomma dei prodotti.È l'attrezzatura preferita per sostituire il forno a spinta per realizzare veramente una produzione su larga scala.

◼ Attualmente, l'ossido di litio cobalto, il ternario, il manganato di litio e altri materiali catodici delle batterie agli ioni di litio vengono sinterizzati in un forno a rulli ad aria, mentre il fosfato di litio e ferro viene sinterizzato in un forno a rulli protetto da azoto e l'NCA viene sinterizzato in un forno a rulli forno protetto dall'ossigeno.