تصنيع المواد الإيجابية والسلبية

في تحضير مواد الأقطاب الكهربائية غير العضوية لبطاريات أيونات الليثيوم، يكون تفاعل الحالة الصلبة ذو درجة الحرارة المرتفعة هو الأكثر استخدامًا.تفاعل الطور الصلب ذو درجة الحرارة المرتفعة: يشير إلى العملية التي تتفاعل فيها المواد المتفاعلة بما في ذلك المواد ذات الطور الصلب لفترة زمنية عند درجة حرارة معينة وتنتج تفاعلات كيميائية من خلال الانتشار المتبادل بين العناصر المختلفة لإنتاج المركبات الأكثر ثباتًا عند درجة حرارة معينة ، بما في ذلك التفاعل الصلب والصلب، والتفاعل الصلب مع الغاز، والتفاعل بين الصلب والسائل.

حتى إذا تم استخدام طريقة sol-gel، وطريقة الترسيب المشترك، والطريقة الحرارية المائية والطريقة الحرارية، فإن تفاعل الطور الصلب أو تلبيد الطور الصلب عند درجة حرارة عالية يكون مطلوبًا عادةً.وذلك لأن مبدأ عمل بطارية الليثيوم أيون يتطلب أن تتمكن مادة القطب الكهربائي الخاصة بها من إدخال وإزالة Li+ بشكل متكرر، لذلك يجب أن يتمتع هيكلها الشبكي باستقرار كافٍ، الأمر الذي يتطلب أن تكون تبلور المواد النشطة عالية ويجب أن يكون الهيكل البلوري منتظمًا .يصعب تحقيق ذلك في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، لذلك يتم الحصول على مواد القطب الكهربائي لبطاريات الليثيوم أيون المستخدمة حاليًا بشكل أساسي من خلال تفاعل الحالة الصلبة ذو درجة الحرارة العالية.

يشتمل خط إنتاج معالجة المواد الكاثودية بشكل أساسي على نظام الخلط ونظام التلبيد ونظام التكسير ونظام غسيل المياه (النيكل العالي فقط) ونظام التعبئة والتغليف ونظام نقل المسحوق ونظام التحكم الذكي.

عند استخدام عملية الخلط الرطب في إنتاج مواد الكاثود لبطاريات الليثيوم أيون، غالبًا ما تتم مواجهة مشاكل التجفيف.ستؤدي المذيبات المختلفة المستخدمة في عملية الخلط الرطب إلى عمليات ومعدات تجفيف مختلفة.في الوقت الحاضر، هناك نوعان أساسيان من المذيبات المستخدمة في عملية الخلط الرطب: المذيبات غير المائية، وهي المذيبات العضوية مثل الإيثانول والأسيتون وما إلى ذلك؛مذيب الماء.تشتمل معدات التجفيف للخلط الرطب لمواد كاثود بطارية الليثيوم أيون بشكل أساسي على: المجفف الدوار الفراغي، المجفف الفراغي، المجفف بالرش، المجفف بالحزام الفراغي.

عادة ما يعتمد الإنتاج الصناعي لمواد الكاثود لبطاريات الليثيوم أيون عملية تخليق الحالة الصلبة ذات درجة الحرارة العالية، ومعداتها الأساسية والرئيسية هي فرن التلبيد.يتم خلط وتجفيف المواد الخام المستخدمة في إنتاج مواد كاثود بطارية الليثيوم أيون بشكل موحد، ثم تحميلها في الفرن للتلبيد، ثم تفريغها من الفرن في عملية التكسير والتصنيف.بالنسبة لإنتاج مواد الكاثود، فإن المؤشرات الفنية والاقتصادية مثل درجة حرارة التحكم في درجة الحرارة، وتوحيد درجة الحرارة، والتحكم في الغلاف الجوي والتوحيد، والاستمرارية، والقدرة الإنتاجية، واستهلاك الطاقة ودرجة التشغيل الآلي للفرن مهمة للغاية.في الوقت الحاضر، معدات التلبيد الرئيسية المستخدمة في إنتاج مواد الكاثود هي فرن الدفع، الفرن الدوار وفرن الجرس.

◼ الفرن الدوار هو فرن نفقي متوسط ​​الحجم مع تسخين وتلبيد مستمر.

◼ وفقًا لجو الفرن، مثل الفرن الدافع، ينقسم الفرن الدوار أيضًا إلى فرن الهواء وفرن الغلاف الجوي.

• فرن الهواء: يستخدم بشكل أساسي لتلبيد المواد التي تتطلب جوًا مؤكسدًا، مثل مواد منجنات الليثيوم، ومواد أكسيد كوبالت الليثيوم، والمواد الثلاثية، وما إلى ذلك؛
• فرن الغلاف الجوي: يستخدم بشكل أساسي للمواد الثلاثية NCA ومواد فوسفات حديد الليثيوم (LFP) ومواد أنود الجرافيت ومواد التلبيد الأخرى التي تحتاج إلى حماية غاز الغلاف الجوي (مثل N2 أو O2).

◼ يعتمد الفرن الدوار عملية الاحتكاك المتداول، لذلك لن يتأثر طول الفرن بقوة الدفع.من الناحية النظرية، يمكن أن يكون لانهائي.خصائص هيكل تجويف الفرن، والاتساق الأفضل عند حرق المنتجات، وهيكل تجويف الفرن الكبير أكثر ملاءمة لحركة تدفق الهواء في الفرن وتصريف المنتجات وتصريف المطاط.إنها المعدات المفضلة لاستبدال الفرن الدافع لتحقيق الإنتاج على نطاق واسع حقًا.

◼ في الوقت الحاضر، يتم تلبيد أكسيد كوبالت الليثيوم، الثلاثي، منجنات الليثيوم ومواد الكاثود الأخرى لبطاريات الليثيوم أيون في فرن دوار هوائي، في حين يتم تلبيد فوسفات حديد الليثيوم في فرن دوار محمي بالنيتروجين، ويتم تلبيد NCA في الأسطوانة فرن محمي بالأكسجين.