Phân tích quy trình sản xuất và xu hướng phát triển của vật liệu catốt cho pin lithium ion

Hiệu suất của vật liệu làm cực âm của pin lithium ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của pin lithium ion và giá thành của nó cũng quyết định trực tiếp đến giá thành của pin.Có nhiều quy trình sản xuất công nghiệp đối với vật liệu làm catốt, con đường tổng hợp tương đối phức tạp, và việc kiểm soát nhiệt độ, môi trường, hàm lượng tạp chất cũng tương đối nghiêm ngặt.Bài viết này sẽ giới thiệu về quy trình sản xuất và xu hướng phát triển của vật liệu làm catốt cho pin lithium.

lithium ion batteries1

Yêu cầu của pin Lithium đối với vật liệu catốt:

Năng lượng riêng cao, công suất riêng cao, ít tự phóng điện, giá thấp, tuổi thọ dài và an toàn tốt.

Quy trình sản xuất vật liệu catốt của pin Lithium:

Công nghệ nung áp dụng công nghệ sấy vi sóng mới để làm khô vật liệu điện cực dương của pin lithium, giải quyết được các vấn đề mà công nghệ sấy vật liệu điện cực dương của pin lithium thông thường mất nhiều thời gian, làm cho vòng quay vốn chậm, sấy không đều, và độ sâu sấy không đủ.Các tính năng cụ thể như sau:

1. Sử dụng thiết bị làm khô vi sóng cho vật liệu catốt pin lithium, rất nhanh và nhanh, và quá trình sấy sâu có thể hoàn thành trong vài phút, có thể làm cho độ ẩm cuối cùng đạt hơn một phần nghìn;

2. Sấy khô đồng đều và chất lượng sản phẩm sấy tốt;

3. Vật liệu cực âm của pin lithium có hiệu quả cao, tiết kiệm năng lượng, an toàn và thân thiện với môi trường;

4. Nó không có quán tính nhiệt và khả năng phát nhiệt tức thì rất dễ kiểm soát.Vật liệu cực âm của pin lithium thiêu kết vi sóng có các đặc điểm là tốc độ gia nhiệt nhanh, tỷ lệ sử dụng năng lượng cao, hiệu suất sưởi ấm cao, an toàn, vệ sinh và không gây ô nhiễm, đồng thời có thể cải thiện tính đồng nhất và năng suất của sản phẩm, đồng thời cải thiện cấu trúc vi mô và hiệu suất vật liệu thiêu kết.

lithium ion batteries2

Phương pháp chuẩn bị chung của vật liệu catốt pin lithium:

1. Phương pháp pha rắn

Nói chung, các muối liti như cacbonat liti và các hợp chất coban hoặc các hợp chất niken được sử dụng để nghiền và trộn, sau đó phản ứng thiêu kết được thực hiện.Ưu điểm của phương pháp này là quy trình đơn giản và nguồn nguyên liệu sẵn có.Nó thuộc về phương pháp đã được nghiên cứu, phát triển và sản xuất rộng rãi trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển pin lithium, và công nghệ nước ngoài đã tương đối thuần thục;Tính ổn định kém và tính nhất quán chất lượng hàng loạt kém.

2. Phương pháp phức tạp

Phương pháp tạo phức sử dụng phức chất hữu cơ để điều chế tiền chất phức có chứa các ion liti và các ion coban hoặc vanadi, sau đó nung chảy để chuẩn bị.Ưu điểm của phương pháp này là trộn quy mô phân tử, tính đồng nhất của vật liệu tốt và tính ổn định về hiệu suất, và điện dung của vật liệu điện cực dương cao hơn so với phương pháp pha rắn.Nó đã được thử nghiệm ở nước ngoài như một phương pháp công nghiệp hóa cho pin lithium, nhưng công nghệ này chưa hoàn thiện và có rất ít báo cáo ở Trung Quốc..

3. Phương pháp sol-gel

Sử dụng phương pháp điều chế hạt siêu mịn được phát triển từ những năm 1970 để điều chế vật liệu điện cực dương, phương pháp này có ưu điểm là phương pháp phức tạp, vật liệu điện cực được điều chế có công suất điện được cải thiện rất nhiều, đang được phát triển nhanh chóng trong và ngoài nước.xa.Nhược điểm là giá thành cao, công nghệ vẫn đang trong giai đoạn phát triển.

4. Phương pháp trao đổi ion

LiMnO2 được điều chế bằng phương pháp trao đổi ion thu được khả năng phóng điện thuận nghịch cao 270mA · h / g.Phương pháp này đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu mới.Nó có các đặc điểm của hiệu suất điện cực ổn định và điện dung cao.Tuy nhiên, quá trình này bao gồm các bước tiêu tốn năng lượng và thời gian như kết tinh lại dung dịch và bay hơi, và vẫn còn một khoảng cách đáng kể so với thực tế.

Xu hướng phát triển của vật liệu catốt pin lithium:

Là một bộ phận quan trọng của pin lithium, ngành công nghiệp sản xuất vật liệu cực âm cho pin lithium điện của nước tôi đã phát triển nhanh chóng.Với sự phát triển của ngành công nghiệp xe năng lượng mới và ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng, dự kiến ​​ngành công nghiệp vật liệu catốt pin lithium sẽ trở thành động lực chính thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp vật liệu cathode trong điều kiện phân chia nhỏ lithium iron phosphate và vật liệu bậc ba trong tương lai, và sẽ mở ra nhiều cơ hội hơn.và những thách thức.

lithium ion batteries3

Trong ba năm tới, pin lithium sẽ duy trì sự phát triển ổn định và bền vững, và tổng nhu cầu về pin lithium dự kiến ​​sẽ đạt 130Gwh vào năm 2019. Do sự mở rộng liên tục của các lĩnh vực ứng dụng pin lithium, vật liệu catốt của pin lithium tiếp tục phát triển và mở rộng .

Sự phát triển bùng nổ của các phương tiện năng lượng mới đã mang lại sự phát triển bền vững và nhanh chóng của ngành sản xuất pin lithium nói chung.Người ta ước tính rằng vật liệu catốt của pin lithium toàn cầu dự kiến ​​sẽ vượt quá 300.000 tấn vào năm 2019. Trong số đó, vật liệu bậc ba sẽ phát triển nhanh chóng, với tốc độ tăng trưởng hỗn hợp trung bình hàng năm hơn 30%.Trong tương lai, NCM và NCA sẽ trở thành xu hướng chính của vật liệu catốt cho ô tô.Dự kiến, việc sử dụng vật liệu bậc ba sẽ chiếm khoảng 80% vật liệu ô tô vào năm 2019.

Pin Lithium là hướng phát triển trong tương lai của pin, và thị trường vật liệu catốt của nó có triển vọng phát triển đầy hứa hẹn.Đồng thời, việc quảng bá điện thoại di động 3G và thương mại hóa quy mô lớn các phương tiện sử dụng năng lượng mới sẽ mang lại cơ hội mới cho vật liệu catốt pin lithium.Vật liệu làm cực âm cho pin Lithium có thị trường rộng rãi và triển vọng rất lạc quan.


Thời gian đăng bài: Tháng 4-18-2022