Framleiðsla á jákvæðum og neikvæðum efnum

Við framleiðslu ólífrænna rafskautsefna fyrir litíumjónarafhlöður er algengasta notkunin á föstu formi við háan hita. Háhitafastfasaviðbrögð: vísar til þess ferlis þar sem hvarfefni, þar á meðal fastfasaefni, hvarfast við ákveðið hitastig í ákveðinn tíma og framleiða efnahvörf með gagnkvæmri dreifingu milli ýmissa frumefna til að framleiða stöðugustu efnasamböndin við ákveðið hitastig, þar á meðal fast-fast viðbrögð, fast-gas viðbrögð og fast-vökva viðbrögð.

Jafnvel þótt notaðar séu sól-gel aðferðir, samfellingaraðferðir, vatnshitaaðferðir og leysihitaaðferðir, þá er venjulega krafist fastfasaviðbragða eða fastfasa sintrunar við háan hita. Þetta er vegna þess að virkni litíum-jón rafhlöðu krefst þess að rafskautsefnið geti endurtekið sett inn og fjarlægt li+, þannig að grindarbyggingin verður að vera nægileg stöðug, sem krefst þess að kristöllun virka efnanna sé mikil og kristalbyggingin regluleg. Þetta er erfitt að ná við lágan hita, þannig að rafskautsefnin í litíum-jón rafhlöðum sem eru í notkun núna eru í grundvallaratriðum fengin með föstu formi viðbragða við háan hita.

Framleiðslulína katóðuefnisvinnslunnar inniheldur aðallega blöndunarkerfi, sintunarkerfi, mulningskerfi, vatnsþvottakerfi (aðeins hátt nikkel), pökkunarkerfi, duftflutningskerfi og greint stjórnkerfi.

Þegar blautblöndun er notuð við framleiðslu á katóðuefnum fyrir litíumjónarafhlöður koma oft upp þurrkunarvandamál. Mismunandi leysiefni sem notuð eru í blautblöndunarferlinu leiða til mismunandi þurrkunarferla og búnaðar. Eins og er eru aðallega tvær tegundir af leysiefnum sem notuð eru í blautblöndunarferlinu: vatnslaus leysiefni, þ.e. lífræn leysiefni eins og etanól, aseton o.s.frv.; vatnsleysefni. Þurrkunarbúnaður fyrir blautblöndun á katóðuefnum fyrir litíumjónarafhlöður inniheldur aðallega: lofttæmisþurrkur, lofttæmisþurrkur, úðaþurrkur og lofttæmisbeltisþurrkur.

Iðnaðarframleiðsla á katóðuefnum fyrir litíumjónarafhlöður notar venjulega háhita fastfasa sintrunarferli og kjarni og lykilbúnaður þess er sintrunarofn. Hráefnin til framleiðslu á katóðuefnum fyrir litíumjónarafhlöður eru blandað saman og þurrkuð, síðan sett í ofninn til sintrunar og síðan affermd úr ofninum í mulnings- og flokkunarferlið. Fyrir framleiðslu á katóðuefnum eru tæknilegir og efnahagslegir vísar eins og hitastigsstýring, hitastigsjöfnuleiki, andrúmsloftsstýring og einsleitni, samfelldni, framleiðslugeta, orkunotkun og sjálfvirknistig ofnsins mjög mikilvægir. Sem stendur eru helstu sintrunarbúnaðurinn sem notaður er við framleiðslu á katóðuefnum ýtiofnar, rúlluofnar og bjölluofnar.

◼ Rúlluofn er meðalstór göngofn með samfelldri upphitun og sintrun.

◼ Samkvæmt andrúmslofti ofnsins, eins og ýtiofninn, er rúlluofninn einnig skipt í loftofn og andrúmsloftsofn.

• Loftofn: aðallega notaður til að sinta efni sem krefjast oxandi andrúmslofts, svo sem litíummanganat efni, litíumkóbaltoxíð efni, þríþætt efni o.s.frv.
• Lofthjúpsofn: aðallega notaður fyrir þríhyrningslaga NCA-efni, litíumjárnfosfat (LFP) efni, grafítanóðuefni og önnur sintrunarefni sem þurfa vernd gegn andrúmsloftsgasi (eins og N2 eða O2).

◼ Rúlluofninn notar núningsferli með rúllu, þannig að lengd ofnsins verður ekki fyrir áhrifum af knúningskraftinum. Fræðilega séð getur það verið óendanlegt. Eiginleikar ofnholsins, betri samræmi við brennslu afurða og stórt ofnhol, stuðla betur að hreyfingu loftflæðis í ofninum og frárennsli og gúmmílosun afurða. Þetta er kjörinn búnaður til að skipta út ýtiofnum til að ná raunverulegri stórfelldri framleiðslu.

◼ Eins og er eru litíumkóbaltoxíð, þríþætt efni, litíummanganat og önnur katóðuefni í litíumjónarafhlöðum sintruð í loftrúlluofni, en litíumjárnfosfat er sintruð í rúlluofni sem er varinn með köfnunarefni og NCA er sintruð í rúlluofni sem er varinn með súrefni.