Fabrication de matériaux positifs et négatifs

Dans la préparation de matériaux d’électrodes inorganiques pour batteries lithium-ion, la réaction à l’état solide à haute température est la plus couramment utilisée.Réaction en phase solide à haute température : fait référence au processus par lequel les réactifs, y compris les substances en phase solide, réagissent pendant un certain temps à une certaine température et produisent des réactions chimiques par diffusion mutuelle entre divers éléments pour produire les composés les plus stables à une certaine température. , y compris la réaction solide-solide, la réaction solide-gaz et la réaction solide-liquide.

Même si la méthode sol-gel, la méthode de coprécipitation, la méthode hydrothermale et la méthode solvothermique sont utilisées, une réaction en phase solide ou un frittage en phase solide à haute température est généralement nécessaire.En effet, le principe de fonctionnement de la batterie lithium-ion nécessite que son matériau d'électrode puisse insérer et retirer du Li+ de manière répétée. Sa structure de réseau doit donc avoir une stabilité suffisante, ce qui nécessite que la cristallinité des matériaux actifs soit élevée et que la structure cristalline soit régulière. .Ceci est difficile à réaliser dans des conditions de basse température, de sorte que les matériaux d'électrode des batteries lithium-ion actuellement utilisées sont essentiellement obtenus par réaction à l'état solide à haute température.

La chaîne de production de traitement des matériaux cathodiques comprend principalement un système de mélange, un système de frittage, un système de concassage, un système de lavage à l'eau (uniquement à haute teneur en nickel), un système d'emballage, un système de transport de poudre et un système de contrôle intelligent.

Lorsque le processus de mélange humide est utilisé dans la production de matériaux cathodiques pour batteries lithium-ion, des problèmes de séchage sont souvent rencontrés.Différents solvants utilisés dans le processus de mélange humide conduiront à différents processus et équipements de séchage.À l'heure actuelle, il existe principalement deux types de solvants utilisés dans le procédé de mélange humide : les solvants non aqueux, à savoir les solvants organiques tels que l'éthanol, l'acétone, etc. ;Solvant à l'eau.L'équipement de séchage pour le mélange humide des matériaux cathodiques de batteries lithium-ion comprend principalement : un séchoir rotatif sous vide, un séchoir à râteau sous vide, un séchoir par pulvérisation, un séchoir à bande sous vide.

La production industrielle de matériaux cathodiques pour batteries lithium-ion adopte généralement un processus de synthèse par frittage à l'état solide à haute température, et son équipement de base et clé est le four de frittage.Les matières premières pour la production de matériaux cathodiques de batteries lithium-ion sont uniformément mélangées et séchées, puis chargées dans le four pour frittage, puis déchargées du four dans le processus de concassage et de classification.Pour la production de matériaux cathodiques, les indicateurs techniques et économiques tels que la température de contrôle de la température, l'uniformité de la température, le contrôle et l'uniformité de l'atmosphère, la continuité, la capacité de production, la consommation d'énergie et le degré d'automatisation du four sont très importants.À l'heure actuelle, les principaux équipements de frittage utilisés dans la production de matériaux cathodiques sont le four à poussée, le four à rouleaux et le four à cloche.

◼ Le four à rouleaux est un four tunnel de taille moyenne avec chauffage et frittage continus.

◼ Selon l'atmosphère du four, comme le four à poussée, le four à rouleaux est également divisé en four à air et four à atmosphère.

• Four à air : principalement utilisé pour le frittage de matériaux nécessitant une atmosphère oxydante, tels que les matériaux de manganate de lithium, les matériaux d'oxyde de lithium et de cobalt, les matériaux ternaires, etc. ;
• Four à atmosphère : principalement utilisé pour les matériaux ternaires NCA, les matériaux au phosphate de fer et de lithium (LFP), les matériaux d'anode en graphite et d'autres matériaux de frittage nécessitant une protection contre les gaz atmosphériques (tels que N2 ou O2).

◼ Le four à rouleaux adopte un processus de friction par roulement, de sorte que la longueur du four ne sera pas affectée par la force de propulsion.Théoriquement, cela peut être infini.Les caractéristiques de la structure de la cavité du four, une meilleure cohérence lors de la cuisson des produits et la grande structure de la cavité du four sont plus propices au mouvement du flux d'air dans le four et au drainage et à l'évacuation du caoutchouc des produits.C'est l'équipement préféré pour remplacer le four pousseur afin de véritablement réaliser une production à grande échelle.

◼ À l'heure actuelle, l'oxyde de lithium-cobalt, le ternaire, le manganate de lithium et d'autres matériaux cathodiques des batteries lithium-ion sont frittés dans un four à rouleaux à air, tandis que le phosphate de fer lithium est fritté dans un four à rouleaux protégé par de l'azote et le NCA est fritté dans un four à rouleaux. four protégé par l'oxygène.