
二、固相法工艺介绍
1、工艺流程图:

2、高镍三元正极材料的详细工艺主要包括前道工序、煅烧工序和后道工序三大部分。
1)以下是具体的工艺: ①一烧:一次混合(部分碳酸锂预烧)→一次烧结→一次对辊→一次筛分→一次粉碎(气流)→ ②二烧:二次混合(剩余碳酸锂反应)→二次烧结→二次对辊→二次粉碎(气流)→二次过筛→ ③水洗:(仅高镍) 去离子水洗涤→板框压滤→烘干→ ④三烧:三次混合(材料表面包覆)→三次烧结(温度较低)→三次对辊→三次粉碎(机械)→三次过筛→除磁包装;
2)前段工序 (1). 锂化混合 *原料:主要原料为前驱体(如NixCoyMn(2-x-y)(OH)2)、锂源(通常采用氢氧化锂LiOH·H2O)、掺杂添加剂等。 *混合方法:将锂源、前驱体和添加剂按一定的锂化配比在混合设备中进行混合。混合方法主要分为湿法混合与干法混合,工业上普遍采用干法混合,因为干法混合性价比更高。 *常用设备:高速混合机、犁刀混合机 *湿度控制:混合过程中需要严格控制湿度,通常在10%以下,以防止材料在后续过程中自发团聚。

(2). 装钵 *匣钵选择:选择耐碱腐蚀、热稳定性好且高温荷重软化点高于煅烧温度的匣钵。 *装料量:由于高镍三元正极需要锂源在前驱体中分散极好,装料量不能过多,通常为普通三元材料的1/6左右。

3)烧结工序
(1). 预烧:在窑炉中进行初步煅烧,以去除材料中的水分和挥发性杂质。有的企业工艺会先在此工序加少量碳酸锂参与反应,分步嵌锂的方式提高锂分布的均匀性。 (2). 烧结:在特定的温度、时间和气氛下进行多次烧结。镍含量越高,烧结温度越低。高镍三元材料的实际烧结温度在750~800℃之间。烧结过程中需要使用纯氧辅助,以保证Ni2+氧化成Ni3+。煅烧时间普遍较长,一般为20~25小时。

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