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高镍三元正极材料生产工艺简介

2022-12-20 来源:博特左 浏览数:1

锂电池正极材料是锂离子电池构成材料的一部分,锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。正极材料占有较大比例,因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。

高镍三元正极材料的主要工艺流程包括如下:1、锂化混合,2、装钵、3、煅烧、4、粉碎、5、分级、6、除杂、包装等。

1、锂化及混合:三元正极材料主要原料包括前驱体及锂源。混合方法一般分为湿法混合与干法混合。工业上多采用干法混合。高镍三元正极材料所使用的锂源为电池级单水氢氧化锂。在混料过程中,高镍三元材料要求混合更加均匀,对于湿度的控制也更为严格。

2、装钵:高镍三元正极材料所需锂源在前驱体中分散极好,为了防止材料在烧结过程中的自发团聚,每钵装料不能过多。

3、煅烧:煅烧工艺是高镍三元材料中最为核心的工艺,通常需要经过预烧和多次烧结。一般来说,镍含量越高,烧结温度越低。高镍三元材料实际烧结温度在750~800℃之间,烧结过程中需要使用纯氧辅助,富氧条件下反复多次烧结,煅烧时间普遍较长,一般为20~25h,因此其成本远高于普通三元材料。

4、粉碎与分级:高镍三元材料在煅烧后需要将颗粒破碎至微米级,通常需要经过三级破碎。目前工业常用的破碎体系为鄂式破碎-辊式破碎-气流破碎,获得颗粒粒度在1~20μm。经分级筛分,工业普遍选取D50=10μm级颗粒作为半成品颗粒。

5、除杂与包装:高镍三元材料颗粒分级后的半成品需要经过除杂,以除去工艺中引入的金属杂质,主要以铁为主,工业上通常使用磁选方式除铁。经除杂后的颗粒通过真空包装,形成正极材料颗粒成品。

 

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