리튬인산철 양극재의 제조공정

기존의 납산 배터리와 비교할 때 인산철 리튬은 에너지 밀도가 높고 이론 용량은 170mah/g이고 납산 배터리는 40mah/g입니다. 높은 안전성, 현재 리튬 이온 배터리의 가장 안전한 양극 재료이며 유해한 금속 원소를 포함하지 않습니다. 100% DOD 미만의 긴 수명은 2000회 이상 충전 및 방전될 수 있습니다. 좋은 충전 성능, 저렴한 가격 및 환경 보호.

고성능 XNUMX차 녹색 전지로서 리튬 이온 전지는 고전압, 고에너지 밀도(체적 에너지, 질량 비에너지 포함), 낮은 자가 방전율, 넓은 작동 온도 범위, 긴 사이클 수명, 환경 보호, 메모리 효과가 없고 대전류로 충방전이 가능하다는 장점이 있습니다.

리튬 이온 배터리의 성능 향상은 주로 전극 재료, 특히 양극 재료의 성능 향상에 의해 결정됩니다.

현재 가장 널리 연구되고 있는 양극재는 licoo2, linio2, limn2o4 등이다. 그러나 코발트의 독성과 제한된 자원으로 인해 리튬 니켈레이트의 제조가 어렵고 리튬 망간산염의 열악한 사이클 성능과 고온 성능 적용 및 개발을 제한합니다.

따라서 리튬이온전지의 발전을 위해서는 고에너지의 값싼 양극재 개발이 매우 중요하다.

인산철리튬의 성능

(1) 고에너지 밀도:

이론적인 용량은 170 mah/g이고 제품의 실제 용량은 140 mah/g(0.2C, 25°C)를 초과할 수 있습니다.

(2) 보안:

현재 리튬 이온 배터리에 가장 안전한 양극 재료입니다. 인체에 유해한 중금속 성분이 포함되어 있지 않습니다.

(3) 장수:

100% DOD 조건에서 2000회 이상 충방전이 가능합니다. 이유: 인산철 리튬은 격자 안정성이 좋으며 리튬 이온의 삽입 및 추출은 격자에 거의 영향을 미치지 않으므로 가역성이 좋습니다. 단점은 전극의 이온전도도가 나쁘고 대전류 충방전에 적합하지 않고 적용에 지장이 있다는 점이다. 솔루션: 전극 표면을 전도성 물질로 코팅하고 도핑을 사용하여 전극을 수정합니다.

리튬 인산철 배터리의 수명은 사용 온도와 밀접한 관련이 있습니다. 너무 낮거나 너무 높은 사용 온도는 충방전 과정과 사용 과정에서 큰 숨겨진 위험을 일으킬 수 있습니다. 특히 가을과 겨울에 중국 북부에서 전기 자동차를 사용할 때 리튬 인산철 배터리는 정상적으로 전원을 공급할 수 없거나 전원 공급 장치가 너무 낮고 작업 환경 온도를 조정하여 성능을 유지해야합니다. 현재, 리튬 인산철 배터리의 항온 작업 환경에 대한 국내 솔루션은 공간 제한을 고려해야 합니다. 더 일반적인 해결책은 에어로겔 펠트를 단열층으로 사용하는 것입니다.

(4) 충전 성능: 리튬 철 인산염 양극 재료를 사용한 리튬 배터리는 고속으로 충전할 수 있으며 배터리는 가장 빠른 1시간 이내에 완전히 충전할 수 있습니다.

인산철리튬의 생산공정

1. 인산철 건조로 수분 제거

먼저 재료의 무게를 측정하고 탈이온수를 넣고 혼합 탱크에서 완전히 혼합하고 저어줍니다. 재료는 주로 인산철, 탄산리튬 및 기타 재료입니다. 탄산리튬은 말할 것도 없고 우리의 주요 리튬 공급원입니다. 화학식 Li2CO3의 무기 화합물입니다. 밀도 2.11g/cm3, 융점 723℃의 무색 단사정 또는 백색 분말이다. 산, 물에 약간 용해, 뜨거운 물보다 찬 물에 더 용해, 알코올 및 아세톤에 불용성. 그리고 우리의 인과 철은 주로 높은 인산 철, 철 오르토 인산염, 분자식은 fepo4로 알려진 인산 철에서 주로 파생되며 흰색의 회백색 단사정 결정 분말, 몰 질량: 150.82, 황산에 용해, 불용성 다른 산, 물, 아세트산 및 알코올에 불용성.

(1) 건조실에서의 건조과정 : 스테인리스 내화갑에 원료인산철을 채우고 건조실에 넣고 건조실의 온도를 220±XNUMX℃로 조절한다.

20°C에서 6-10시간 동안 건조시킵니다. 재료는 배출되어 회전 가마에서 소결되는 다음 공정으로 이송됩니다.

(2) 회전로 소결 공정: 회전로를 가열하고 질소를 요구 사항에 맞게 통과시킨 후 공급물(이전 공정의 건조실에서)을 공급합니다.

재료), 온도를 540±20℃로 조정하고, 8-12시간 동안 소결한다.

2. 그라인더 혼합 공정

정상적인 생산 중에 두 개의 그라인더가 동시에 작동되고 두 장비의 특정 공급 및 작동이 동일합니다(디버깅 중에 하나만 실행할 수 있음). 절차는 다음과 같습니다.

(1) 탄산리튬 분쇄 : 탄산리튬 13Kg, 자당 12Kg, 순수 50Kg을 달아 1~2시간 동안 혼합 분쇄한다. 정지시키다.

(2) 혼합 및 분쇄 : 상기 혼합용액에 인산철 50Kg, 순수 25Kg을 가하여 1-3시간 동안 혼합 분쇄한다. 기계를 멈추고 재료를 분산기로 옮깁니다. 입자 크기를 측정하기 위한 샘플링.

(3) 세척 : 순수한 물 100Kg을 달아 그라인더를 3~5회 세척하고 로션을 모두 분산기에 옮긴다.

3. 분산기의 재료 분산 공정

2.2 500개의 그라인더로 혼합(또는 100개의 그라인더로 1회 혼합)한 약 2Kg의 재료(그라인더 청소용 재료 포함)를 함께 분산기에 넣고 순수한 물 XNUMXKg을 넣고 교반 속도를 조절하여 충분히 저어 분산시킨다 XNUMX -XNUMX시간, 분무 건조 장비로 펌핑 대기.

4. 분무 건조 공정

혼합된 고무는 압력에 의해 분사되며, 분무건조기를 통과하여 원하는 입자가 됩니다. 분무 건조기는 건조와 과립화를 동시에 완료할 수 있는 장치입니다. 공정 요구 사항에 따라 액체 펌프의 압력, 유량 및 노즐 구멍의 크기를 조정하여 필요한 구형 입자를 특정 크기 비율로 얻을 수 있습니다.

작동 원리는 공기가 여과되고 가열 된 후 건조기 상단의 공기 분배기로 들어가고 뜨거운 공기가 나선형으로 균일하게 건조실로 들어가는 것입니다. 공급액은 탑체 상부의 고속 원심분무기를 통과하여 매우 미세한 미스트 형태의 액적 형태로 분사(회전)하여 단시간에 완제품으로 건조될 수 있습니다. - 뜨거운 공기와의 현재 접촉. 완제품은 건조탑의 바닥과 사이클론 분리기에서 연속적으로 출력되며 배기 가스는 유도 통풍 팬에 의해 배출됩니다.

(1) 분무 건조 장비의 입구 온도를 220±20°C로, 출구 온도를 110±10°C로, 공급 속도를 80Kg/hr로 조정합니다. 그런 다음 공급을 시작하고 분무 건조를 시작하여 건조한 재료를 얻습니다.

(2) 고형분 함량은 분무 입자 크기에 따라 15%~30%로 조절할 수 있습니다.

수압 프레스 재료 연탄 블록 장입 수압 프레스의 압력을 각각 150 톤 및 175 톤으로 조정하고 분무 건조 된 재료를 금형에 넣고 일정 시간 압력을 유지 한 다음 블록으로 압축하십시오. 내화갑에 적재되고 푸시 플레이트 노로 옮김. 동시에 압축된 재료와 비교하기 위해 여러 세트의 벌크 샘플을 넣었습니다.

5, 푸시 플레이트로 소결

리튬 배터리 롤러 용광로를 사용하여 건조 재료를 소결하는 시장의 고급 롤러 용광로는 고급 적외선 기술과 고급 용광로 재료를 채택하여 장비의 열효율을 향상시킵니다. 온도 제어를 보장하기 위해 고급 온도 제어 기술을 채택합니다. 정확성; 로 온도의 균일성을 보장하기 위해 성숙한 로 본체 설계 기술을 사용합니다. 푸시 플레이트의 부드럽고 안정적인 작동을 보장하기 위해 과학적이고 합리적인 전송 메커니즘을 사용합니다. 먼저 온도를 높이고 질소 가스를 100ppm 미만의 대기 요구 사항으로 통과시킨 다음 내화갑을 푸시 플레이트 노로 밀어 넣고 300-550 ° C에서 4-6 시간 동안 가열 섹션을 누릅니다. 750-8시간 동안 10°C에서 항온 섹션; 및 6-8시간 동안 냉각 섹션. ,해고하다.

6. 압연 초미세 연삭

소결된 재료는 제트 밀 장비를 사용하여 분쇄됩니다. 제트 밀의 작동 원리: 압축 공기는 Laval 노즐을 통해 초음속 기류로 가속된 다음 분쇄 영역으로 주입되어 재료가 유동화됩니다(기류는 유동층 현탁액의 형태로 팽창하고 서로 충돌합니다. 끓는점), 따라서 각 입자는 동일한 입자 크기를 갖습니다. 움직임의 상태. 파쇄 영역에서 가속된 입자는 노즐의 교차점에서 서로 충돌하여 파쇄됩니다. 분쇄된 물질은 상향 기류에 의해 분급 구역으로 이송되고 입도 요건을 충족하는 미세 분말은 수평으로 배치된 분급 채널에 의해 선별되고 입도 요건을 충족하지 않는 조분은 반환됩니다. 계속해서 분쇄되는 분쇄 영역. 자격을 갖춘 미세 분말은 수집되는 기류와 함께 고효율 사이클론 분리기로 들어가고 먼지가 많은 가스는 집진기에 의해 여과되고 정화된 다음 대기로 배출됩니다.

7. 혼합 등급

분쇄된 인산철리튬 분말을 혼합한 후 입도에 따라 분류한다. 우리의 필요에 따라 너무 큰 입자는 재분류됩니다. 분말 혼합 장비는 종종 제약 산업에서 사용됩니다. 일반적인 혼합 장비에는 이중 나선형 콘 혼합기, 수평 무중력 혼합기 및 수평 코울터 혼합기가 포함됩니다. 그런 다음 분쇄된 재료를 선별하여 포장합니다. 5Kg, 25Kg XNUMX개 사양.

8. 베이킹

수분을 제거하기 위해 자격을 갖춘 리튬 철 인산염 분말을 굽습니다. 일반적으로 더블 콘 드라이어가 사용됩니다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 이중 원뿔 건조기는 이중 원뿔 회전식 탱크입니다. 탱크의 진공 상태에서 스팀이나 뜨거운 물은 가열을 위해 재킷으로 전달되고 열은 탱크의 내벽을 통해 젖은 재료와 접촉합니다. 젖은 재료가 열을 흡수한 후 증발된 수증기는 진공 배기관을 통해 진공 펌프에 의해 펌핑됩니다. 탱크 본체는 진공 상태이며 탱크 본체의 회전으로 인해 재료가 안팎으로 끊임없이 상하 회전하므로 재료의 건조 속도가 빨라지고 건조 효율이 향상되며 목적 균일한 건조가 이루어집니다.

9. 검사 및 보관

건조 후 분말을 테스트하고 자격을 부여한 다음 완제품 포장 장비를 사용합니다. 제품 검사, 라벨링 및 보관. 포함: 제품 이름, 검사자, 재료 배치, 날짜.