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新能源高鎳三元正極材料提取工藝流程

文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2022-09-27 10:05【

新能源電池中高鎳三元正極材料使用十分廣泛,三元材料是鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2,三元復(fù)合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整,三元材料做正極的電池相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性高。

提取高鎳三元正極材料的工藝流程主要包括:鋰化混合、裝缽、煅燒、粉碎、分級(jí)、除雜、包裝等。


一、鋰化、混合


三元正極材料的主要原料為前驅(qū)體與鋰源,混合方法主要分為濕法混合與干法混合。工業(yè)上普遍采用干法混合。高鎳材料所使用的鋰源為電池級(jí)單水氫氧化鋰。在混料過(guò)程中,高鎳三元材料要求混合更加均勻,對(duì)于濕度的控制更為嚴(yán)格。


二、裝缽


由于高鎳三元正極需要鋰源在前驅(qū)體中分散極好,為了防止材料在燒結(jié)過(guò)程中的自發(fā)團(tuán)聚,每缽裝料不能過(guò)多,裝料量?jī)H為普通三元材料的1/6。


三、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(jīng)過(guò)預(yù)燒和多次燒結(jié)。一般來(lái)說(shuō),鎳含量越高,燒結(jié)溫度越低。高鎳三元材料實(shí)際燒結(jié)溫度在750~800℃之間,燒結(jié)過(guò)程中需要使用純氧輔助,富氧條件下反復(fù)多次燒結(jié),煅燒時(shí)間普遍較長(zhǎng),一般為20~25h,因此其成本遠(yuǎn)高于普通三元材料。


四、粉碎、分級(jí)


高鎳三元材料在煅燒后需要將顆粒破碎至微米級(jí),通常需要經(jīng)過(guò)三級(jí)破碎。目前工業(yè)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(jīng)分級(jí)篩分,工業(yè)普遍選取D50=10μm級(jí)顆粒作為半成品顆粒。


五、除雜、包裝


高鎳三元材料顆粒分級(jí)后的半成品需要經(jīng)過(guò)除雜,除去工藝中引入的金屬雜志,一般以鐵為主,工業(yè)上通常使用磁選方式除鐵。經(jīng)除雜后的顆粒通過(guò)真空包裝,形成正極材料顆粒成品。



在多環(huán)節(jié)中,往往需要用到連續(xù)式固液分離過(guò)程,廣州富一臥螺離心機(jī)能處理高鎳三元正極材料的固液分離,臥螺離心機(jī)具有耐磨,耐高溫,防腐優(yōu)勢(shì),在新能源固液分離中應(yīng)用十分廣泛。



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