鋰電池正極材料是鋰離子電池構成材料的一部分,鋰離子電池的主要構成材料包括電解液、隔離材料、正負極材料等。正極材料占有較大比例,因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。
高鎳三元正極材料的主要工藝流程包括如下:1、鋰化混合,2、裝缽、3、煅燒、4、粉碎、5、分級、6、除雜、包裝等。
1、鋰化及混合:三元正極材料主要原料包括前驅體及鋰源?;旌戏椒ㄒ话惴譃闈穹ɑ旌吓c干法混合。工業上多采用干法混合。高鎳三元正極材料所使用的鋰源為電池級單水氫氧化鋰。在混料過程中,高鎳三元材料要求混合更加均勻,對于濕度的控制也更為嚴格。
2、裝缽:高鎳三元正極材料所需鋰源在前驅體中分散極好,為了防止材料在燒結過程中的自發團聚,每缽裝料不能過多。
3、煅燒:煅燒工藝是高鎳三元材料中最為核心的工藝,通常需要經過預燒和多次燒結。一般來說,鎳含量越高,燒結溫度越低。高鎳三元材料實際燒結溫度在750~800℃之間,燒結過程中需要使用純氧輔助,富氧條件下反復多次燒結,煅燒時間普遍較長,一般為20~25h,因此其成本遠高于普通三元材料。
4、粉碎與分級:高鎳三元材料在煅燒后需要將顆粒破碎至微米級,通常需要經過三級破碎。目前工業常用的破碎體系為鄂式破碎-輥式破碎-氣流破碎,獲得顆粒粒度在1~20μm。經分級篩分,工業普遍選取D50=10μm級顆粒作為半成品顆粒。
5、除雜與包裝:高鎳三元材料顆粒分級后的半成品需要經過除雜,以除去工藝中引入的金屬雜質,主要以鐵為主,工業上通常使用磁選方式除鐵。經除雜后的顆粒通過真空包裝,形成正極材料顆粒成品。
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