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随着新建产能的陆续完工投产,近年来,以三元锂材料为正极的动力电池已经大范围取代了过去以磷酸铁锂为正极的动力电池。
三元材料生产的三大主要环节是混料磨料、高温烧结、粉碎分解,每个环节的控制以及设备的性能都会对最终产品产生直接或间接的影响。其中分级、筛选和包装是三元材料的最后环节。
三元材料粒度分布会影响材料的比表面积、压实密度、极片加工性能及电池的电性能。而粉碎设备只能控制材料的粒径,却不能控制材料的粒度分布,若要控制材料的粒度分布,就要用到分级设备。三元材料的分级一般在气流粉碎机之后加上气流分级装置,直接对粉碎后的产品进行分级。
根据三元材料的粒度分布要求,可选择不同的气流分级机和分级工艺。
分级前后产品SEM图和粒度图对比
从粒度分布图中可以看出,分级后产品的粒度分布比分级前产品的粒度分布窄了很多,从粒度分布图中可以看出,一些粒径很小的颗粒已经被分离出去了。
为了避免材料中含有异物或粗大颗粒,还需对三元材料进行筛分。三元材料的Dmax至少小于50µm,但有时会出现Dmax超标的情况。如图所示。
三元材料中的大颗粒SEM图
选择合适目数的筛网可以控制材料的Dmax。从表中可以看出,三元材料需要选择300目或400目的筛网。
数目与筛网对照表
常见的筛分机有固定格筛、圆筒筛、振动筛等,三元材料常用的筛分机是振动筛。振动筛是工业上使用最广泛的筛子。
对于振动筛的整个工作而言,最主要的部件是筛网、电机和轴承。在三元材料的使用中,筛网的选择很关键。因为三元材料的制程过程应避免带入铁杂质或者其他金属,所以筛网的材质需要选择非金属材质,且要耐碱腐蚀。
三元材料包装一般采用真空包装或真空后再充入惰性气体。
真空包装机品种较多,通常分为机械挤压式、插管式、室式输送带式、旋转台式和热成型式等。