三元正极材料通常我们所说的基本上只有两种,一种是镍钴铝酸锂NCA,一种为镍钴锰酸锂NCM,他们的主要用途就是使用在三元正极材料电池中,为电池提供正极材料.
作为三元正极材料,在国内基本上使用的都是储能NCM523,通常我们说的三元正极材料加工工艺主要以镍钴锰的比例为5:3:2的生产过程.,今天我们就以镍钴锰酸锂523为例进行说明.发展三元正极材料的都知道,镍钴锰酸锂的好处继承了镍酸锂的优势以及钴酸锂的优势.使正极材料的稳定性相对于镍酸锂来说高出N多倍,但是能量密度相对于钴酸锂来说也高出很多.所以以镍钴锰酸锂正极材料为例讲解正极材料生产工艺具有代表意义.
镍钴锰酸锂的生产工艺主要环节
1:混料磨料;2:高温烧结;3:粉碎分解;4:分级;5:筛选;6:包装,在这六个步骤中,主要的的步骤在三个方面,第一是:混料磨料,第二是:高温烧结,第三是:粉碎分解,这样可以将刚制作的材料颗粒进行磨细,用来达到适合镍钴锰酸锂的粒径要求,再通过分级进行筛选,这可以通过购买的分级设备-气流粉碎机进行分级,得到我们需要的颗粒大小的额三元材料理想颗粒,理想颗粒通常在42μm左右,上下浮动不能超过6μm,这种颗粒正好可以适合三元材料加工所得.
镍钴锰酸锂的工艺流程
第一步:吨包上料,第二步:计量配料,第三步:高混,第四步:上钵,第五步:一次烧结,第六步:卸钵,第七步:双对辊,第八步:机械破碎,第九步:计量配料,第十步:湿法包覆,第十一步:再次上钵,第十二步:再次烧结,第十三步:卸钵,第十四步:双对辊,第十五步:进行合坯,十六步:筛分,第十七步:除铁,第十八步:最后进行包装.
生产过程中注意事项:
进行筛分后的镍钴锰酸锂需要除铁这一步骤,才可以进行前后批次的混批来进行批混均化.
在进行加料过程中,需要提前进行测量重量,因为重量的改变往往对配方有致命的影响,通常情况下我们需要控制在误差不超过千分之二.
在进行粉碎的设备中,需要在设备内部采用氧化铝陶瓷进行制作,这样的好处是防止氧化还原.
在吨包上料过程中容易出现过程中遗漏现象,这时候我们可以选取起吊的机械手进行操作.
最后需要注意的事项是环境要严格保证无粉尘,主要原因是在自动上钵和卸钵过程中,粉尘的泄露会导致镍钴锰酸锂的效果达不到预定要求.另外还需要保证称重的精度.这些都是工艺中比较重要的事项.
在整个镍钴锰酸锂三元正极材料生产工艺中,有几项是非常重要的步骤,包括精确度,无尘,除铁,另外目前大多数正极材料加工已经使用的为全自动化设备进行,所有的监控都已经改成电脑监控,所有的额厂房都改为无人厂房,所以在加工生产中,出错的概率也会越来越低,
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