新能源高鎳三元正極材料提取工藝流程
新能源電池中高鎳三元正極材料使用十分廣泛,三元材料是鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2,三元復(fù)合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整,三元材料做正極的電池相對于鈷酸鋰電池安全性高。
提取高鎳三元正極材料的工藝流程主要包括:鋰化混合、裝缽、煅燒、粉碎、分級、除雜、包裝等。
一、鋰化、混合
三元正極材料的主要原料為前驅(qū)體與鋰源,混合方法主要分為濕法混合與干法混合。工業(yè)上普遍采用干法混合。高鎳材料所使用的鋰源為電池級單水氫氧化鋰。在混料過程中,高鎳三元材料要求混合更加均勻,對于濕度的控制更為嚴(yán)格。
二、裝缽
由于高鎳三元正極需要鋰源在前驅(qū)體中分散極好,為了防止材料在燒結(jié)過程中的自發(fā)團(tuán)聚,每缽裝料不能過多,裝料量僅為普通三元材料的1/6。
三、煅燒
煅燒工藝是高鎳三元材料中最為核心的工藝,通常需要經(jīng)過預(yù)燒和多次燒結(jié)。一般來說,鎳含量越高,燒結(jié)溫度越低。高鎳三元材料實(shí)際燒結(jié)溫度在750~800℃之間,燒結(jié)過程中需要使用純氧輔助,富氧條件下反復(fù)多次燒結(jié),煅燒時間普遍較長,一般為20~25h,因此其成本遠(yuǎn)高于普通三元材料。
四、粉碎、分級
高鎳三元材料在煅燒后需要將顆粒破碎至微米級,通常需要經(jīng)過三級破碎。目前工業(yè)常用的破碎體系為鄂式破碎-輥式破碎-氣流破碎,獲得顆粒粒度在1~20μm。經(jīng)分級篩分,工業(yè)普遍選取D50=10μm級顆粒作為半成品顆粒。
五、除雜、包裝
高鎳三元材料顆粒分級后的半成品需要經(jīng)過除雜,除去工藝中引入的金屬雜志,一般以鐵為主,工業(yè)上通常使用磁選方式除鐵。經(jīng)除雜后的顆粒通過真空包裝,形成正極材料顆粒成品。
在多環(huán)節(jié)中,往往需要用到連續(xù)式固液分離過程,廣州富一臥螺離心機(jī)能處理高鎳三元正極材料的固液分離,臥螺離心機(jī)具有耐磨,耐高溫,防腐優(yōu)勢,在新能源固液分離中應(yīng)用十分廣泛。
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