摘要:NCM是目前一种成熟的三元层状正极材料,具有高能量密度、优越的倍率性能和良好的循环性能,已经得到了广泛的应用。NCM材料的产业化面临着粉体输送、均匀混合、气氛保护、稳定烧结等技术难题,且由于安全性和一致性考量,需要进行筛分和除铁。文中综述了产业化条件下使用固相烧结法制备NCM材料的工艺流程及设备,以及粉体输送的。完整、系统的介绍了NCM材料产业化生产的全过程,包含了前驱体的制备、投配料、一次烧结、二次烧结、水洗、成品后处理工序,产线应用了减量秤、高速混合机、辊道窑、气流磨、水洗釜等典型设备,并在适当的位置添加超声波振动筛与除铁器进行筛分和除铁处理。对比了实验室环境下与产业化生产的差异,包含了工序复杂度、设备成本、气氛控制、制备精度、产物性能等方面。本文通过总结相关文献、对比分析工作,认为锂电池正极材料生产线未来将继续向智能化、高产能、环境友好的方向发展,高品质的材料合成是将来发展的重点和难点。设备重点向适应新工艺及提高产能方向改进,新工艺的设计也尽量考虑实际生产的现况及成本,二者相辅相成,才能共同推进产业化的持续发展。本文旨在为科研工作者提供借鉴,增进对当前的主流生产工艺及生产线和设备的了解,促进生产工艺的整合与优化,提高产线的自动化和智能化水平。还将有助于科研方向与生产需求的结合,有利于推动前沿科研发展的新技术、制备的新材料向产品转化。
文章目录
0 引言
1 前驱体的制备
2 NCM的固相反应
2.1 投配料工序
2.2 一次烧结及后处理工序
2.3 二次烧结及前后工序
2.4 水洗工序
2.5 成品后处理工序
3 规模化生产与实验室制备的差异
3.1 物料的运输
3.2 工序耗时和大型设备的使用
3.3 提升实验室制备材料整体性能的方式
4 结论和展望