鋰電池三元正極材料的生產(chǎn)工藝流程分析
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-23 07:59
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鋰電池三元正極材料主導(dǎo)未來(lái)趨勢(shì)，高鎳、高電壓引領(lǐng)技術(shù)變革。隨著新能源汽車對(duì)續(xù)航里程的標(biāo)準(zhǔn)提高，傳統(tǒng)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池逐漸讓位給三元正極材料電池。由于目前市場(chǎng)上能量密度高的動(dòng)力電池正極材料均是不同配比的三元材料,所以本文就以三元材料入手,開(kāi)始介紹材料的工業(yè)化生產(chǎn)方法。
鋰電池三元正極材料的生產(chǎn)工藝流程
鋰電池三元材料生產(chǎn)的三大主要環(huán)節(jié)是混料磨料、高溫?zé)Y(jié)、粉碎分解，每個(gè)環(huán)節(jié)的控制以及設(shè)備的性能都會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品產(chǎn)生直接或間接的影響。其中分級(jí)、篩選和包裝是三元材料的最后環(huán)節(jié)，我們來(lái)了解下這些環(huán)節(jié)。
●分級(jí)
三元鋰電池材料粒度分布會(huì)影響材料的比表面積、壓實(shí)密度、極片加工性能及電池的電性能。而粉碎設(shè)備只能控制材料的粒徑，卻不能控制材料的粒度分布，若要控制材料的粒度分布，就要用到分級(jí)設(shè)備。三元材料的分級(jí)一般在氣流粉碎機(jī)之后加上氣流分級(jí)裝置，直接對(duì)粉碎后的產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí)。
根據(jù)三元材料的粒度分布要求，可選擇不同的氣流分級(jí)機(jī)和分級(jí)工藝。
●篩分
為了避免材料中含有異物或粗大顆粒，還需對(duì)鋰電池三元材料進(jìn)行篩分。三元材料的Dmax至少小于50μm，但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)Dmax超標(biāo)的情況。振動(dòng)篩篩分效率高，一般是80%~95%；篩分原料粒度的范圍大，從大于250mm到0.1mm或0.01mm；單位面積產(chǎn)量大；易于調(diào)整，篩孔較少堵塞。這種篩子需要專門(mén)的傳動(dòng)設(shè)備且消耗動(dòng)力。
對(duì)于振動(dòng)篩的整個(gè)工作而言，最主要的部件是篩網(wǎng)、電機(jī)和軸承。在鋰電池三元材料的使用中，篩網(wǎng)的選擇很關(guān)鍵。因?yàn)槿牧系闹瞥踢^(guò)程應(yīng)避免帶入鐵雜質(zhì)或者其他金屬，所以篩網(wǎng)的材質(zhì)需要選擇非金屬材質(zhì)，且要耐堿腐蝕。
●包裝
三元鋰電池材料包裝一般采用真空包裝或真空后再充入惰性氣體。真空包裝機(jī)品種較多，通常分為機(jī)械擠壓式、插管式、室式輸送帶式、旋轉(zhuǎn)臺(tái)式和熱成型式等。機(jī)械擠壓式真空包裝原理是：包裝袋充填結(jié)束后，在其兩側(cè)用海綿等彈性物品將袋內(nèi)的空氣排除，然后進(jìn)行封口。這種方法最簡(jiǎn)單，但真空度低，用于真空度要求不高的場(chǎng)合。
目前，鋰電池正極材料以鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元系正極材料為主，主要應(yīng)用在3C、動(dòng)力電池、和儲(chǔ)能領(lǐng)域。目前，鋰離子電池正極材料以鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元系正極材料為主，主要應(yīng)用在3C、動(dòng)力電池、和儲(chǔ)能領(lǐng)域。
鋰電池三元正極材料因量產(chǎn)技術(shù)還剛剛起步，在電池工藝、配套技術(shù)、應(yīng)用特性、安全策略等方面還需要長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累才能走上光明之路。
從鋰電材料發(fā)展看，不可逆轉(zhuǎn)的高能量密度發(fā)展迫求，使得三元電池成為大勢(shì)所趨，同時(shí)帶動(dòng)三元鋰電池材料市場(chǎng)需求上升。隨著電池及鋰電材料企業(yè)產(chǎn)能相繼釋放，企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)將加劇，企業(yè)唯有不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，把握核心技術(shù)，提升自身產(chǎn)品品質(zhì)才能謀求更大發(fā)展。
