成套设备
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采用共沉淀的方法合成三元前驱体,然后采用高温固相法合成最终产品。该生产工艺中上料、搅拌混合、陈化、反应、生晶、洗涤、过滤关键工序直接影响NCM三元材料品质及电池性能,起着承上启下的核心作用。在掌握NCM三元材料生产工艺基础上,统筹兼顾工艺参数,引入功能集成设计理念,将工艺中相关联锁工序进行有机融合,研发出一体化多功能机,集成了真空上料、搅拌混合、反应生晶、打浆洗涤、压滤吹干、干粉出料等六种功能,实现NCM三元材料工艺绿色化生产。
工艺简述
正极材料是锂电池核心材料,目前市场上广泛使用的有钴酸锂、锰酸锂、NCM(镍钴锰)三元材料,其中,NCM三元材料凭借高能量密度、较好的安全性和循环性能,受到市场青睐。合成NCM三元材料的方法:共沉淀-高温固相法、低热固相法、溶胶-凝胶法、流变相法、微波法和水热法等。其中共沉淀-高温固相法是当前工业生产的主流工艺,首先采用共沉淀的方法合成三元前驱体,然后采用高温固相法合成最终产品。该生产工艺中上料、搅拌混合、陈化、反应、生晶、洗涤、过滤关键工序直接影响NCM三元材料品质及电池性能,起着承上启下的核心作用。
该设备集压滤、浆化、洗涤等功能于一体,洗涤充分高效,能较大程度降低废水量。经压滤后,正极材料的含水量平均小于8%,其余性能指标也符合规范要求。也可使用LGLZ拉袋式离心机进行洗滤,但离心机置换式洗涤效果有待提升。
三元前驱体是由化工原料制备目标产物工艺过程中的前级重要中间品。当前工业化生产三元前驱体主要采用氢氧化钠共沉淀法,其中过滤洗涤是关键工序。
陈化后的三元前驱体浆料的固含量大多在10%~65%,进入过滤洗涤多功能机后进行初始过滤,去除大部分溶解在母液中的副产物、络合剂、沉淀剂等;再经过碱洗和水洗,通过滤饼加入碱液或纯水后打散、浆化洗涤,进一步去除残留在滤饼中的可溶性杂质。与离心机相比,洗涤更充分,洗涤液消耗量少,污水排放减少。