三元正極材料通常我們所說的基本上只有兩種,一種是鎳鈷鋁酸鋰NCA,一種為鎳鈷錳酸鋰NCM,他們的主要用途就是使用在三元正極材料電池中,為電池提供正極材料.
作為三元正極材料,在國內基本上使用的都是儲能NCM523,通常我們說的三元正極材料加工工藝主要以鎳鈷錳的比例為5:3:2的生產過程.,今天我們就以鎳鈷錳酸鋰523為例進行說明.發展三元正極材料的都知道,鎳鈷錳酸鋰的好處繼承了鎳酸鋰的優勢以及鈷酸鋰的優勢.使正極材料的穩定性相對于鎳酸鋰來說高出N多倍,但是能量密度相對于鈷酸鋰來說也高出很多.所以以鎳鈷錳酸鋰正極材料為例講解正極材料生產工藝具有代表意義.
鎳鈷錳酸鋰的生產工藝主要環節
1:混料磨料;2:高溫燒結;3:粉碎分解;4:分級;5:篩選;6:包裝,在這六個步驟中,主要的的步驟在三個方面,第一是:混料磨料,第二是:高溫燒結,第三是:粉碎分解,這樣可以將剛制作的材料顆粒進行磨細,用來達到適合鎳鈷錳酸鋰的粒徑要求,再通過分級進行篩選,這可以通過購買的分級設備-氣流粉碎機進行分級,得到我們需要的顆粒大小的額三元材料理想顆粒,理想顆粒通常在42μm左右,上下浮動不能超過6μm,這種顆粒正好可以適合三元材料加工所得.
鎳鈷錳酸鋰的工藝流程
第一步:噸包上料,第二步:計量配料,第三步:高混,第四步:上缽,第五步:一次燒結,第六步:卸缽,第七步:雙對輥,第八步:機械破碎,第九步:計量配料,第十步:濕法包覆,第十一步:再次上缽,第十二步:再次燒結,第十三步:卸缽,第十四步:雙對輥,第十五步:進行合坯,十六步:篩分,第十七步:除鐵,第十八步:最后進行包裝.
生產過程中注意事項:
進行篩分后的鎳鈷錳酸鋰需要除鐵這一步驟,才可以進行前后批次的混批來進行批混均化.
在進行加料過程中,需要提前進行測量重量,因為重量的改變往往對配方有致命的影響,通常情況下我們需要控制在誤差不超過千分之二.
在進行粉碎的設備中,需要在設備內部采用氧化鋁陶瓷進行制作,這樣的好處是防止氧化還原.
在噸包上料過程中容易出現過程中遺漏現象,這時候我們可以選取起吊的機械手進行操作.
最后需要注意的事項是環境要嚴格保證無粉塵,主要原因是在自動上缽和卸缽過程中,粉塵的泄露會導致鎳鈷錳酸鋰的效果達不到預定要求.另外還需要保證稱重的精度.這些都是工藝中比較重要的事項.
在整個鎳鈷錳酸鋰三元正極材料生產工藝中,有幾項是非常重要的步驟,包括精確度,無塵,除鐵,另外目前大多數正極材料加工已經使用的為全自動化設備進行,所有的監控都已經改成電腦監控,所有的額廠房都改為無人廠房,所以在加工生產中,出錯的概率也會越來越低,
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