Deunydd Cathod
Wrth baratoi deunyddiau electrod anorganig ar gyfer batris ïon lithiwm, adwaith cyflwr solid tymheredd uchel yw'r un a ddefnyddir amlaf. Adwaith cyfnod solid tymheredd uchel: mae'n cyfeirio at y broses lle mae'r adweithyddion gan gynnwys sylweddau cyfnod solid yn adweithio am gyfnod o amser ar dymheredd penodol ac yn cynhyrchu adweithiau cemegol trwy'r trylediad cydfuddiannol rhwng gwahanol elfennau i gynhyrchu'r cyfansoddion mwyaf sefydlog ar dymheredd penodol, gan gynnwys adwaith solid-solid, adwaith solid-nwy ac adwaith solid-hylif.
Hyd yn oed os defnyddir y dull sol-gel, y dull cyd-ddyfodiad, y dull hydrothermol a'r dull solvothermol, fel arfer mae angen adwaith cyfnod solet neu sintro cyfnod solet ar dymheredd uchel. Mae hyn oherwydd bod egwyddor weithredol batri lithiwm-ion yn ei gwneud yn ofynnol i'w ddeunydd electrod allu mewnosod a thynnu li+ dro ar ôl tro, felly rhaid i'w strwythur dellt fod â sefydlogrwydd digonol, sy'n ei gwneud yn ofynnol i grisialedd deunyddiau gweithredol fod yn uchel a dylai'r strwythur crisial fod yn rheolaidd. Mae hyn yn anodd ei gyflawni o dan amodau tymheredd isel, felly mae deunyddiau electrod batris lithiwm-ion a ddefnyddir mewn gwirionedd ar hyn o bryd yn cael eu cael yn y bôn trwy adwaith cyflwr solet tymheredd uchel.
Mae'r llinell gynhyrchu prosesu deunydd catod yn cynnwys system gymysgu, system sinteru, system falu, system golchi dŵr (nicel uchel yn unig), system becynnu, system cludo powdr a system reoli ddeallus yn bennaf.
Pan ddefnyddir y broses gymysgu gwlyb wrth gynhyrchu deunyddiau catod ar gyfer batris lithiwm-ion, mae problemau sychu yn aml yn codi. Bydd gwahanol doddyddion a ddefnyddir yn y broses gymysgu gwlyb yn arwain at wahanol brosesau ac offer sychu. Ar hyn o bryd, mae dau fath o doddyddion yn bennaf yn cael eu defnyddio yn y broses gymysgu gwlyb: toddyddion nad ydynt yn ddyfrllyd, sef toddyddion organig fel ethanol, aseton, ac ati; Toddydd dŵr. Mae'r offer sychu ar gyfer cymysgu deunyddiau catod batris lithiwm-ion yn wlyb yn cynnwys yn bennaf: sychwr cylchdro gwactod, sychwr rhaca gwactod, sychwr chwistrellu, sychwr gwregys gwactod.
Mae cynhyrchu diwydiannol deunyddiau catod ar gyfer batris lithiwm-ion fel arfer yn mabwysiadu proses synthesis sinteru cyflwr solet tymheredd uchel, a'i offer craidd a phrif offer yw ffwrnais sinteru. Mae'r deunyddiau crai ar gyfer cynhyrchu deunyddiau catod batris lithiwm-ion yn cael eu cymysgu a'u sychu'n unffurf, yna'n cael eu llwytho i'r ffwrnais ar gyfer sinteru, ac yna'n cael eu dadlwytho o'r ffwrnais i'r broses falu a dosbarthu. Ar gyfer cynhyrchu deunyddiau catod, mae'r dangosyddion technegol ac economaidd megis tymheredd rheoli tymheredd, unffurfiaeth tymheredd, rheolaeth ac unffurfiaeth atmosffer, parhad, capasiti cynhyrchu, defnydd ynni a gradd awtomeiddio'r ffwrnais yn bwysig iawn. Ar hyn o bryd, y prif offer sinteru a ddefnyddir wrth gynhyrchu deunyddiau catod yw ffwrnais gwthio, ffwrnais rholio a ffwrnais jar gloch.
◼ Mae odyn rholer yn odyn twnnel maint canolig gyda gwresogi a sinteru parhaus.
◼ Yn ôl awyrgylch y ffwrnais, fel yr odyn gwthio, mae'r odyn rholer hefyd wedi'i rhannu'n odyn aer ac odyn awyrgylch.
- Odyn aer: a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer sintro deunyddiau sydd angen awyrgylch ocsideiddiol, megis deunyddiau lithiwm manganad, deunyddiau lithiwm cobalt ocsid, deunyddiau teiran, ac ati;
- Odyn atmosffer: a ddefnyddir yn bennaf ar gyfer deunyddiau teiran NCA, deunyddiau ffosffad haearn lithiwm (LFP), deunyddiau anod graffit a deunyddiau sinteru eraill sydd angen amddiffyniad nwy atmosfferig (megis N2 neu O2).
◼ Mae'r odyn rholio yn mabwysiadu proses ffrithiant rholio, felly ni fydd hyd yr odyn yn cael ei effeithio gan y grym gwthio. Yn ddamcaniaethol, gall fod yn ddiddiwedd. Mae nodweddion strwythur ceudod yr odyn, cysondeb gwell wrth danio cynhyrchion, a strwythur ceudod yr odyn mawr yn fwy ffafriol i symud llif aer yn y ffwrnais a draenio a rhyddhau rwber cynhyrchion. Dyma'r offer dewisol i ddisodli'r odyn gwthio i wireddu cynhyrchu ar raddfa fawr go iawn.
◼ Ar hyn o bryd, mae ocsid cobalt lithiwm, teiran, manganad lithiwm a deunyddiau catod eraill batris lithiwm-ion yn cael eu sinteru mewn odyn rholer aer, tra bod ffosffad haearn lithiwm yn cael ei sinteru mewn odyn rholer wedi'i amddiffyn gan nitrogen, ac mae NCA yn cael ei sinteru mewn odyn rholer wedi'i amddiffyn gan ocsigen.
Deunydd Electrod Negyddol
Mae prif gamau llif proses sylfaenol graffit artiffisial yn cynnwys rhag-driniaeth, pyrolysis, pêl falu, graffiteiddio (hynny yw, triniaeth wres, fel bod yr atomau carbon anhrefnus gwreiddiol wedi'u trefnu'n daclus, a'r cysylltiadau technegol allweddol), cymysgu, cotio, sgrinio cymysgu, pwyso, pecynnu a warysau. Mae'r holl weithrediadau'n fanwl ac yn gymhleth.
◼ Mae granwleiddio wedi'i rannu'n broses pyrolisis a phroses sgrinio melino pêl.
Yn y broses pyrolysis, rhowch ddeunydd canolradd 1 i'r adweithydd, disodli'r aer yn yr adweithydd ag N2, selio'r adweithydd, ei gynhesu'n drydanol yn ôl y gromlin tymheredd, ei droi ar 200 ~ 300 ℃ am 1 ~ 3 awr, ac yna parhau i'w gynhesu i 400 ~ 500 ℃, ei droi i gael deunydd gyda maint gronynnau o 10 ~ 20mm, gostwng y tymheredd a'i ollwng i gael deunydd canolradd 2. Mae dau fath o offer a ddefnyddir yn y broses pyrolysis, adweithydd fertigol ac offer gronynniad parhaus, y ddau â'r un egwyddor. Maent ill dau yn troi neu'n symud o dan gromlin tymheredd benodol i newid cyfansoddiad y deunydd a'r priodweddau ffisegol a chemegol yn yr adweithydd. Y gwahaniaeth yw bod y tegell fertigol yn ddull cyfuniad o degell boeth a thegell oer. Mae cydrannau'r deunydd yn y tegell yn cael eu newid trwy droi yn ôl y gromlin tymheredd yn y tegell boeth. Ar ôl ei gwblhau, caiff ei roi yn y tegell oeri i'w oeri, a gellir bwydo'r tegell boeth. Mae offer gronynniad parhaus yn sylweddoli gweithrediad parhaus, gyda defnydd ynni isel ac allbwn uchel.
◼ Mae carboneiddio a graffiteiddio yn rhan hanfodol. Mae'r ffwrnais carboneiddio yn carboneiddio'r deunyddiau ar dymheredd canolig ac isel. Gall tymheredd y ffwrnais carboneiddio gyrraedd 1600 gradd Celsius, a all ddiwallu anghenion carboneiddio. Bydd y rheolydd tymheredd deallus manwl gywir a'r system fonitro PLC awtomatig yn sicrhau bod y data a gynhyrchir yn y broses carboneiddio yn cael ei reoli'n gywir.
Mae ffwrnais graffiteiddio, gan gynnwys tymheredd uchel llorweddol, rhyddhau is, fertigol, ac ati, yn gosod graffit mewn parth poeth graffit (amgylchedd sy'n cynnwys carbon) ar gyfer sintro a thoddi, a gall y tymheredd yn ystod y cyfnod hwn gyrraedd 3200 ℃.
◼ Gorchudd
Mae'r deunydd canolradd 4 yn cael ei gludo i'r silo drwy'r system gludo awtomatig, ac mae'r deunydd yn cael ei lenwi'n awtomatig i'r blwch promethiwm gan y trinwr. Mae'r system gludo awtomatig yn cludo'r blwch promethiwm i'r adweithydd parhaus (odyn rholer) i'w orchuddio. Cael y deunydd canolradd 5 (o dan amddiffyniad nitrogen, mae'r deunydd yn cael ei gynhesu i 1150 ℃ yn ôl cromlin codi tymheredd penodol am 8 ~ 10 awr). Y broses wresogi yw gwresogi'r offer drwy drydan, ac mae'r dull gwresogi yn anuniongyrchol. Mae'r gwresogi yn troi'r asffalt o ansawdd uchel ar wyneb gronynnau graffit yn orchudd carbon pyrolytig. Yn ystod y broses wresogi, mae'r resinau yn yr asffalt o ansawdd uchel yn cyddwyso, ac mae morffoleg y grisial yn cael ei drawsnewid (mae cyflwr amorffaidd yn cael ei drawsnewid yn gyflwr crisialog). Mae haen garbon microgrisialog wedi'i threfnu yn cael ei ffurfio ar wyneb gronynnau graffit sfferig naturiol, ac yn olaf ceir deunydd tebyg i graffit wedi'i orchuddio â strwythur "craidd-gragen".