కాథోడ్ పదార్థం
లిథియం అయాన్ బ్యాటరీల కోసం అకర్బన ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాల తయారీలో, అధిక ఉష్ణోగ్రత ఘన స్థితి ప్రతిచర్య సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రత ఘన-దశ ప్రతిచర్య: ఘన-దశ పదార్థాలతో సహా ప్రతిచర్యలు ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద కొంతకాలం చర్య జరిపి, వివిధ మూలకాల మధ్య పరస్పర వ్యాప్తి ద్వారా రసాయన ప్రతిచర్యలను ఉత్పత్తి చేసి, ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద అత్యంత స్థిరమైన సమ్మేళనాలను ఉత్పత్తి చేసే ప్రక్రియను సూచిస్తుంది, వీటిలో ఘన-ఘన ప్రతిచర్య, ఘన-వాయు ప్రతిచర్య మరియు ఘన-ద్రవ ప్రతిచర్య ఉన్నాయి.
సోల్-జెల్ పద్ధతి, కోప్రెసిపిటేషన్ పద్ధతి, హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతి మరియు సాల్వోథర్మల్ పద్ధతిని ఉపయోగించినప్పటికీ, అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఘన-దశ ప్రతిచర్య లేదా ఘన-దశ సింటరింగ్ సాధారణంగా అవసరం. ఎందుకంటే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ యొక్క పని సూత్రం దాని ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం పదేపదే li+ ని చొప్పించి తొలగించగలదు, కాబట్టి దాని జాలక నిర్మాణం తగినంత స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉండాలి, దీనికి క్రియాశీల పదార్థాల స్ఫటికీకరణ ఎక్కువగా ఉండాలి మరియు క్రిస్టల్ నిర్మాణం క్రమంగా ఉండాలి. తక్కువ ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో దీనిని సాధించడం కష్టం, కాబట్టి ప్రస్తుతం వాస్తవానికి ఉపయోగించే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు ప్రాథమికంగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఘన-స్థితి ప్రతిచర్య ద్వారా పొందబడతాయి.
కాథోడ్ మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ ప్రొడక్షన్ లైన్‌లో ప్రధానంగా మిక్సింగ్ సిస్టమ్, సింటరింగ్ సిస్టమ్, క్రషింగ్ సిస్టమ్, వాటర్ వాషింగ్ సిస్టమ్ (అధిక నికెల్ మాత్రమే), ప్యాకేజింగ్ సిస్టమ్, పౌడర్ కన్వేయింగ్ సిస్టమ్ మరియు ఇంటెలిజెంట్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ ఉన్నాయి.
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కోసం కాథోడ్ పదార్థాల ఉత్పత్తిలో వెట్ మిక్సింగ్ ప్రక్రియను ఉపయోగించినప్పుడు, ఎండబెట్టడం సమస్యలు తరచుగా ఎదురవుతాయి. వెట్ మిక్సింగ్ ప్రక్రియలో ఉపయోగించే వివిధ ద్రావకాలు వేర్వేరు ఎండబెట్టడం ప్రక్రియలు మరియు పరికరాలకు దారితీస్తాయి. ప్రస్తుతం, వెట్ మిక్సింగ్ ప్రక్రియలో ప్రధానంగా రెండు రకాల ద్రావకాలు ఉపయోగించబడుతున్నాయి: నాన్-జల ద్రావకాలు, అవి ఇథనాల్, అసిటోన్ మొదలైన సేంద్రీయ ద్రావకాలు; నీటి ద్రావకం. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ కాథోడ్ పదార్థాల వెట్ మిక్సింగ్ కోసం ఎండబెట్టే పరికరాలు ప్రధానంగా వీటిని కలిగి ఉంటాయి: వాక్యూమ్ రోటరీ డ్రైయర్, వాక్యూమ్ రేక్ డ్రైయర్, స్ప్రే డ్రైయర్, వాక్యూమ్ బెల్ట్ డ్రైయర్.
లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కోసం కాథోడ్ పదార్థాల పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి సాధారణంగా అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఘన-స్థితి సింటరింగ్ సంశ్లేషణ ప్రక్రియను అవలంబిస్తుంది మరియు దాని ప్రధాన మరియు కీలక పరికరం సింటరింగ్ కిల్న్. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ కాథోడ్ పదార్థాల ఉత్పత్తికి ముడి పదార్థాలను ఏకరీతిలో కలిపి ఎండబెట్టి, సింటరింగ్ కోసం బట్టీలోకి లోడ్ చేసి, ఆపై బట్టీ నుండి క్రషింగ్ మరియు వర్గీకరణ ప్రక్రియలోకి దించుతారు. కాథోడ్ పదార్థాల ఉత్పత్తికి, ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ ఉష్ణోగ్రత, ఉష్ణోగ్రత ఏకరూపత, వాతావరణ నియంత్రణ మరియు ఏకరూపత, కొనసాగింపు, ఉత్పత్తి సామర్థ్యం, శక్తి వినియోగం మరియు బట్టీ యొక్క ఆటోమేషన్ డిగ్రీ వంటి సాంకేతిక మరియు ఆర్థిక సూచికలు చాలా ముఖ్యమైనవి. ప్రస్తుతం, కాథోడ్ పదార్థాల ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించే ప్రధాన సింటరింగ్ పరికరాలు పుషర్ బట్టీ, రోలర్ బట్టీ మరియు బెల్ జార్ ఫర్నేస్.
◼ రోలర్ బట్టీ అనేది నిరంతర తాపన మరియు సింటరింగ్ కలిగిన మధ్యస్థ-పరిమాణ సొరంగం బట్టీ.
◼ ఫర్నేస్ వాతావరణం ప్రకారం, పుషర్ బట్టీ లాగానే, రోలర్ బట్టీ కూడా ఎయిర్ బట్టీ మరియు అట్మాస్ఫియర్ బట్టీగా విభజించబడింది.
- గాలి బట్టీ: ప్రధానంగా లిథియం మాంగనేట్ పదార్థాలు, లిథియం కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్ పదార్థాలు, టెర్నరీ పదార్థాలు మొదలైన ఆక్సీకరణ వాతావరణం అవసరమయ్యే సింటరింగ్ పదార్థాలకు ఉపయోగిస్తారు;
- వాతావరణ బట్టీ: ప్రధానంగా NCA టెర్నరీ మెటీరియల్స్, లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ (LFP) మెటీరియల్స్, గ్రాఫైట్ యానోడ్ మెటీరియల్స్ మరియు వాతావరణం (N2 లేదా O2 వంటివి) గ్యాస్ రక్షణ అవసరమయ్యే ఇతర సింటరింగ్ మెటీరియల్స్ కోసం ఉపయోగిస్తారు.
◼ రోలర్ బట్టీ రోలింగ్ ఘర్షణ ప్రక్రియను అవలంబిస్తుంది, కాబట్టి బట్టీ యొక్క పొడవు ప్రొపల్షన్ ఫోర్స్ ద్వారా ప్రభావితం కాదు. సిద్ధాంతపరంగా, ఇది అనంతంగా ఉంటుంది. బట్టీ కుహరం నిర్మాణం యొక్క లక్షణాలు, ఉత్పత్తులను కాల్చేటప్పుడు మెరుగైన స్థిరత్వం మరియు పెద్ద బట్టీ కుహరం నిర్మాణం కొలిమిలో గాలి ప్రవాహం యొక్క కదలికకు మరియు ఉత్పత్తుల యొక్క డ్రైనేజీ మరియు రబ్బరు ఉత్సర్గకు మరింత అనుకూలంగా ఉంటాయి. పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తిని నిజంగా గ్రహించడానికి పుషర్ బట్టీని భర్తీ చేయడానికి ఇది ఇష్టపడే పరికరం.
◼ ప్రస్తుతం, లిథియం కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్, టెర్నరీ, లిథియం మాంగనేట్ మరియు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల యొక్క ఇతర కాథోడ్ పదార్థాలు ఎయిర్ రోలర్ బట్టీలో సింటర్ చేయబడతాయి, అయితే లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ నైట్రోజన్ ద్వారా రక్షించబడిన రోలర్ బట్టీలో సింటర్ చేయబడుతుంది మరియు NCA ఆక్సిజన్ ద్వారా రక్షించబడిన రోలర్ బట్టీలో సింటర్ చేయబడుతుంది.
ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం
కృత్రిమ గ్రాఫైట్ యొక్క ప్రాథమిక ప్రక్రియ ప్రవాహంలో ప్రధాన దశలు ప్రీట్రీట్మెంట్, పైరోలిసిస్, గ్రైండింగ్ బాల్, గ్రాఫిటైజేషన్ (అంటే, వేడి చికిత్స, తద్వారా మొదట్లో క్రమరహితంగా ఉన్న కార్బన్ అణువులను చక్కగా అమర్చడం మరియు కీలకమైన సాంకేతిక లింకులు), మిక్సింగ్, పూత, మిక్సింగ్ స్క్రీనింగ్, బరువు, ప్యాకేజింగ్ మరియు గిడ్డంగి. అన్ని కార్యకలాపాలు చక్కగా మరియు సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి.
◼ గ్రాన్యులేషన్‌ను పైరోలిసిస్ ప్రక్రియ మరియు బాల్ మిల్లింగ్ స్క్రీనింగ్ ప్రక్రియగా విభజించారు.
పైరోలిసిస్ ప్రక్రియలో, రియాక్టర్‌లో ఇంటర్మీడియట్ మెటీరియల్ 1 ఉంచండి, రియాక్టర్‌లోని గాలిని N2 తో భర్తీ చేయండి, రియాక్టర్‌ను మూసివేయండి, ఉష్ణోగ్రత వక్రరేఖ ప్రకారం దానిని విద్యుత్తుగా వేడి చేయండి, 200 ~ 300 ℃ వద్ద 1~3గం వరకు కదిలించండి, ఆపై దానిని 400 ~ 500 ℃ వరకు వేడి చేయడం కొనసాగించండి, 10 ~ 20mm కణ పరిమాణంతో పదార్థాన్ని పొందడానికి దానిని కదిలించండి, ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించి ఇంటర్మీడియట్ మెటీరియల్ 2 పొందడానికి దానిని విడుదల చేయండి. పైరోలిసిస్ ప్రక్రియలో రెండు రకాల పరికరాలు ఉపయోగించబడతాయి, నిలువు రియాక్టర్ మరియు నిరంతర గ్రాన్యులేషన్ పరికరాలు, రెండూ ఒకే సూత్రాన్ని కలిగి ఉంటాయి. రియాక్టర్‌లోని పదార్థ కూర్పు మరియు భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను మార్చడానికి అవి రెండూ ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వక్రరేఖ కింద కదిలిస్తాయి లేదా కదులుతాయి. తేడా ఏమిటంటే నిలువు కెటిల్ వేడి కెటిల్ మరియు చల్లని కెటిల్ కలయిక మోడ్. వేడి కెటిల్‌లోని ఉష్ణోగ్రత వక్రరేఖ ప్రకారం కదిలించడం ద్వారా కెటిల్‌లోని పదార్థ భాగాలు మార్చబడతాయి. పూర్తయిన తర్వాత, దానిని శీతలీకరణ కోసం శీతలీకరణ కెటిల్‌లో ఉంచుతారు మరియు వేడి కెటిల్‌ను తినిపించవచ్చు. నిరంతర గ్రాన్యులేషన్ పరికరాలు తక్కువ శక్తి వినియోగం మరియు అధిక ఉత్పత్తితో నిరంతర ఆపరేషన్‌ను గుర్తిస్తాయి.
◼ కార్బొనైజేషన్ మరియు గ్రాఫిటైజేషన్ ఒక అనివార్యమైన భాగం. కార్బొనైజేషన్ ఫర్నేస్ మధ్యస్థ మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పదార్థాలను కార్బొనైజ్ చేస్తుంది. కార్బొనైజేషన్ ఫర్నేస్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత 1600 డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు చేరుకుంటుంది, ఇది కార్బొనైజేషన్ అవసరాలను తీర్చగలదు. అధిక-ఖచ్చితమైన ఇంటెలిజెంట్ టెంపరేచర్ కంట్రోలర్ మరియు ఆటోమేటిక్ PLC మానిటరింగ్ సిస్టమ్ కార్బొనైజేషన్ ప్రక్రియలో ఉత్పత్తి చేయబడిన డేటాను ఖచ్చితంగా నియంత్రించేలా చేస్తుంది.
గ్రాఫిటైజేషన్ ఫర్నేస్, క్షితిజ సమాంతర అధిక-ఉష్ణోగ్రత, తక్కువ ఉత్సర్గ, నిలువు మొదలైన వాటితో సహా, సింటరింగ్ మరియు కరిగించడం కోసం గ్రాఫైట్‌ను గ్రాఫైట్ హాట్ జోన్ (కార్బన్ కలిగిన వాతావరణం)లో ఉంచుతుంది మరియు ఈ కాలంలో ఉష్ణోగ్రత 3200 ℃కి చేరుకుంటుంది.
◼ పూత
ఇంటర్మీడియట్ మెటీరియల్ 4 ఆటోమేటిక్ కన్వేయింగ్ సిస్టమ్ ద్వారా సిలోకు రవాణా చేయబడుతుంది మరియు పదార్థం మానిప్యులేటర్ ద్వారా స్వయంచాలకంగా బాక్స్ ప్రోమేథియంలోకి నింపబడుతుంది. ఆటోమేటిక్ కన్వేయింగ్ సిస్టమ్ బాక్స్ ప్రోమేథియంను పూత కోసం నిరంతర రియాక్టర్ (రోలర్ కిల్న్) కు రవాణా చేస్తుంది, ఇంటర్మీడియట్ మెటీరియల్ 5 ను పొందండి (నత్రజని రక్షణలో, పదార్థం 8~10h కోసం ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల వక్రరేఖ ప్రకారం 1150 ℃ కు వేడి చేయబడుతుంది. తాపన ప్రక్రియ విద్యుత్ ద్వారా పరికరాలను వేడి చేయడం, మరియు తాపన పద్ధతి పరోక్షంగా ఉంటుంది. తాపన గ్రాఫైట్ కణాల ఉపరితలంపై ఉన్న అధిక-నాణ్యత తారును పైరోలైటిక్ కార్బన్ పూతగా మారుస్తుంది. తాపన ప్రక్రియలో, అధిక-నాణ్యత తారులోని రెసిన్లు ఘనీభవిస్తాయి మరియు క్రిస్టల్ పదనిర్మాణం రూపాంతరం చెందుతుంది (నిరాకార స్థితి స్ఫటికాకార స్థితిగా రూపాంతరం చెందుతుంది), సహజ గోళాకార గ్రాఫైట్ కణాల ఉపరితలంపై ఆర్డర్ చేయబడిన మైక్రోక్రిస్టలైన్ కార్బన్ పొర ఏర్పడుతుంది మరియు చివరకు "కోర్-షెల్" నిర్మాణంతో పూత పూసిన గ్రాఫైట్ లాంటి పదార్థం పొందబడుతుంది.