正極材料常用製程:高溫固相反應
在鋰離子電池無機電極材料的製備中,最常採用高溫固相反應。
高溫固相反應:是指包括固相物質在內的反應物在一定溫度下反應一段時間,透過各種元素之間的相互擴散,發生化學反應,生成結構最穩定的化合物的過程在一定溫度下產生的反應,包括固-固相反應、固-氣相反應和固-液相反應。
即使採用溶膠凝膠法、共沉澱法、水熱法和溶劑熱法,通常仍需要在較高溫度下進行固相反應或固相燒結。這是因為鋰離子電池的工作原理要求其電極材料能夠反覆嵌入和脫嵌Li+,因此其晶格結構必須具有足夠的穩定性,這要求活性材料具有較高的結晶度和規則的晶體結構。這在低溫條件下很難實現,因此目前使用的鋰離子電池的電極材料基本上都是透過高溫固相反應獲得的。
正極材料加工生產線主要包括攪拌系統、燒結系統、破碎系統、水洗系統(僅限高鎳)、包裝系統、粉體輸送系統和智慧控制系統。
透過高溫燒結製程生產的半成品一般需要經過破碎、分級才能達到產品標準。不同的正極材料有不同的燒結溫度。有些物料由於燒結溫度高,團聚嚴重,需要不同程度的破碎,如顎式破碎、輥式破碎和超細破碎等。涉及的主要設備有顎式破碎機、輥式破碎機、迴轉磨機、高速機械衝擊式破碎機和氣流破碎機。