鋰電池正極材料的生產(chǎn)制造中的電磁加熱

發(fā)布時間：2022-07-26  新聞來源：深圳喆能電子技術(shù)有限公司

很多朋友可能對鋰電池是怎么生產(chǎn)的非常感興趣。喆能電磁作為其生產(chǎn)行業(yè)一環(huán)剛好有所了解。本篇文章就來介紹一下鋰電池正極材料的生產(chǎn)制造中應(yīng)用到電磁加熱的環(huán)節(jié)。

目前國內(nèi)主流動力鋰電池的正極材料分為磷酸鐵鋰和三元兩大種類。其中磷酸鐵鋰是目前最安全的鋰離子電池正極材料，其循環(huán)壽命通常在2000次以上，再加上由于產(chǎn)業(yè)成熟而帶來的價格和技術(shù)門檻的下降，使得很多廠商出于各種因素考慮都會采用磷酸鐵鋰電池。然而磷酸鐵鋰電池在能量密度方面則存在明顯的缺陷，目前磷酸鐵鋰電池龍頭BYD磷酸鐵鋰單體電芯能量密度為150Wh，2017年底BYD預(yù)計將能量密度提升到160Wh，理論上磷酸鐵鋰能量密度很難超過200Gwh。

三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰的鋰電池，鎳鈷錳的實際比例可以根據(jù)具體需要進(jìn)行調(diào)整。由于三元鋰電池具備更高的能量密度（目前CATL等動力電池一流大廠三元鋰電池能量密度普遍能達(dá)到200Wh/kg-220Wh/kg，業(yè)內(nèi)預(yù)計到2020年三元電池單體電芯能量密度將達(dá)到300Wh/kg的水平），乘用車市場開始轉(zhuǎn)向三元鋰電池，而在安全性要求更高的客車上，磷酸鐵鋰則更受青睞。隨著全電動乘用車的發(fā)展，三元鋰電池正在占據(jù)越來越重要的位置。

我們就重點來看看這2類正極材料生產(chǎn)中用到的電磁加熱生產(chǎn)環(huán)節(jié)，三元材料生產(chǎn)的三大重要環(huán)節(jié)是混料磨料、高溫?zé)Y(jié)、粉碎分解。其中加熱最重要的就是高溫?zé)Y(jié)，在燒結(jié)過程中將會發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

高溫?zé)Y(jié)分為3個階段，第一階段為三元前驅(qū)體在250℃-450℃環(huán)境下熱分解為氧化物，喆呢能電磁加熱在此階段的優(yōu)勢就是加熱效率高，無污染，智能化精準(zhǔn)控制，為還原反應(yīng)提供最適合的溫度；第二階段化合反應(yīng)，在450℃-900℃的高溫環(huán)境下，三元前驅(qū)體與鋰鹽分解成的氧化物在氧氣的作用下生成鎳鈷錳酸鋰。第三階段：保溫焙燒階段，因為固相中的離子擴(kuò)散速率較慢，所以需要在高溫下長時間燒結(jié)。在化合反應(yīng)以及保溫焙燒階段，能量消耗大，溫度控制要求嚴(yán)格精準(zhǔn)，電磁加熱器可以很好地滿足化合焙燒階段的加熱需求，電池正極材料的高效率，高品質(zhì)制備提供了充足的加熱保障。

其次我們再看看磷酸鐵鋰正極材料的制備工藝中需要用到的加熱工藝。主要工藝包含磷酸鐵烘干除水、研磨機(jī)混料、分散機(jī)機(jī)物料分散、噴霧干燥、燒結(jié)、細(xì)磨、干燥、包裝等。在烘干除水過程中可以使用電磁加熱方式給在烘干房給物料烘干，節(jié)能環(huán)保無污染；在噴霧干燥工序可以使用喆能電磁加熱系統(tǒng)加熱空氣，實現(xiàn)快速的噴霧干燥，提高生產(chǎn)效率；在燒結(jié)階段，依據(jù)工藝流程要求，按升溫段300-550℃，4-6小時；750℃恒溫段8-10小時；降溫段6-8小時進(jìn)行，喆能電磁加熱在這一階段可以充分發(fā)揮升溫迅速，節(jié)約能源，精準(zhǔn)溫控的優(yōu)勢，實現(xiàn)數(shù)字化智能化的生產(chǎn)過程。

電磁加熱使用現(xiàn)場

鋰電池行業(yè)的發(fā)展離不開整個行業(yè)上下游的共同努力，只有把好質(zhì)量關(guān)卡，才能讓中國制造走向全球

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