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高镍三元动力电池正极材料生产工艺说明

一、上料:将氢氧化镍钴锰(三元前驱体) 和氢氧化锂通过投料设备将物料投入存储料仓,采取重力下料方式添加物料, 吨包吊装投料。

                                  高镍三元动力电池正极材料生产工艺

二、配料:将进入料仓的物料(氢氧化镍钴锰和氢氧化锂) 通过配料设备自动按比例称量,并斜加至高混机中。

三、混料:将按比例加入高混机中的物料(氢氧化镍钴锰和氢氧化锂)高速混合10~30min,待物料充分混合均匀,经管道输送至下道工序。

四、一次烧结:将完成混料的物料采用自动装钵输送系统进行装钵(匣体) ,并通过输送机传送到气氛辊道窑中, 同时通入炉膛内通入氧气, 然后进行一次烧结, 锟道窑长度50米,每台锟道炉炉膛水平一字排开放置方形匣钵,匣钵的使用次数为20~50次。物料在锟道中经过升温、700℃恒温、再升温、1000℃恒温、冷却等几个过程完成烧结,从锟道炉的一端到出炉,全程通过电脑程序数控烧结时间及温度。

1、烧结工序的主体设备为辊道高温烧结炉,自动装料,采用电加热控温,炉膛冷却采用水冷,通过循环水管道进入冷却腔内,不经过炉膛内部,不与物料直接接触,而是经过炉膛外壁与炉体外壳之间形成冷却,从而降低炉膛内部的温度。

2、从反应机理分析,该反应是固相与固相在高温下的静止反应,参与反应的物料混合后比重在1.0~1.5g/cm3 ,炉膛内设计压力为标准大气压,炉膛的横截面较小,炉膛压力较小,物料比重较大,在匣钵内部相对静止,且物料约占匣钵高度的70%,炉膛内部气流速度缓慢,不会吹起固态物料,故烧结烟尘的产生量极少。

3、从反应原理可知,氢氧化镍钴锰与氢氧化锂在高温下分解, 经过高温保温、锂离子迁移到三元前驱体氧化物内部生成三元材料。烧结过程中,氢氧化镍钴锰与氢氧化锂发生高温固相反应;

*反应原理如下:4Ni1-x-yCoxMny(OH)2+4LiOH+O2===4LiNi1-x-yCoxMnyO2+H2O ↑;炉体采用满焊全密封形式,烧结炉的出入口各设置1套 2层密封的双重门置换室,可保证炉内气流稳定。

五、粉碎:物料经一次高温烧结后结块较为紧密, 烧结的物料经自动翻钵倒料后, 物料自动输送到粉碎工序,通过粉碎机进行粉碎,得到产品粒径D50在5um~11um的 颗粒。

*包覆混合:将完成粉碎后的产品,通过自动输送到包覆混合工序,通过包覆设备将产品与添加剂(属于无机氧化物类包覆剂)进行干法包覆混合。

六、二次烧结:为加强产品品质,确保物料烧结彻底,需进行二次高温烧结,其操作工艺、设备以及烧结原理与第一次高温烧结基本一样,不同点主要为第二次烧结温度为 500℃~700℃。包覆混合后的物料采用自动装钵输送系统进行装钵, 并通过自动输 送到炉窑中进行二次烧结。

七、合批:将完成二次烧结的产品, 通过自动输送到合批工序, 通过混料(合批)设 备将物料按照合批单把同一个型号的3~5t产品加入到合批罐,混合 2~4h后自动卸料 传送至下道工序。

八、过筛除铁:合批物料经自动卸料传送至筛分设备的进料口,按照设定速度进行筛分,将物料筛分产品粒径 D50在11um以上的颗粒筛分出去,过筛后的三元材料通过密闭管道送入除铁机内,利用电磁吸附原理将含铁的杂质颗粒吸附到磁极片上, 而后得到三元动力电池正极材料。

九、包装:将三元正极材料输送至自动包装系统(包装机),操作人员按工艺要求对物料采用铝塑膜包装袋进行真空包装。

 

发布时间:2024/2/9 2:10:44 查看:91次

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