三元鋰離子電池正極材料生產(chǎn)工藝

鋰離子電池三元正極材料生產(chǎn)的三大重要環(huán)節(jié)是混料磨料、高溫?zé)Y(jié)、粉碎分解，每個(gè)環(huán)節(jié)的控制以及設(shè)備的性能都會對最終產(chǎn)品出現(xiàn)直接或間接的影響。其中分級、篩選和包裝是三元材料的最后環(huán)節(jié)，我們來了解下這些環(huán)節(jié)。

●分級

三元鋰離子電池材料粒度分布會影響材料的比表面積、壓實(shí)密度、極片加工性能及電池的電性能。而粉碎設(shè)備只能控制材料的粒徑，卻不能控制材料的粒度分布，若要控制材料的粒度分布，就要用到分級設(shè)備。三元材料的分級一般在氣流粉碎機(jī)之后加上氣流分級裝置，直接對粉碎后的產(chǎn)品進(jìn)行分級。根據(jù)三元材料的粒度分布要求，可選擇不同的氣流分級機(jī)和分級工藝。

●篩分

為了防止材料中含有異物或粗大顆粒，還需對鋰離子電池三元材料進(jìn)行篩分。三元材料的Dmax至少小于50μm，但有時(shí)會出現(xiàn)Dmax超標(biāo)的情況。振動篩篩分效率高，一般是80%~95%；篩分原料粒度的范圍大，從大于250mm到0.1mm或0.01mm；單位面積產(chǎn)量大；易于調(diào)整，篩孔較少堵塞。這種篩子要專門的傳動設(shè)備且消耗動力。

關(guān)于振動篩的整個(gè)工作而言，最重要的部件是篩網(wǎng)、電機(jī)和軸承。在鋰離子電池三元正極材料的使用中，篩網(wǎng)的選擇很關(guān)鍵。因?yàn)槿牧系闹瞥踢^程應(yīng)防止帶入鐵雜質(zhì)或者其他金屬，所以篩網(wǎng)的材質(zhì)要選擇非金屬材質(zhì)，且要耐堿腐蝕。

●包裝

三元鋰離子電池材料包裝一般采用真空包裝或真空后再充入惰性氣體。真空包裝機(jī)品種較多，通常分為機(jī)械擠壓式、插管式、室式輸送帶式、旋轉(zhuǎn)臺式和熱成型式等。機(jī)械擠壓式真空包裝原理是：包裝袋充填結(jié)束后，在其兩側(cè)用海綿等彈性物品將袋內(nèi)空氣排除，然后進(jìn)行封口。這種方法最簡單，但真空度低，用于真空度要求不高的場合。

三元鋰離子電池正極材料重要的質(zhì)量指標(biāo)之一是粒度及粒度分布，粒度及粒度分布會影響三元材料的比表面積、振實(shí)密度、壓實(shí)密度、加工性能及點(diǎn)化學(xué)性能。所以鋰離子電池用三元材料需嚴(yán)格控制粒度及粒度分布。

鋰離子電池三元正極材料的優(yōu)勢

1.鋰離子電池三元正極材料價(jià)格不貴，成本低

2.循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰

3.克容量略高于鈷酸鋰

4.容量與安全性方面比較均衡

5.耐過充性好、易于合成

6.在大電流充放電時(shí)，極化小。電池可持續(xù)3C充電，5C放電的高輸入輸出能力。

在三元鋰離子電池火熱的行業(yè)大趨勢下，國內(nèi)不少正極材料公司在發(fā)展中面對著巨額的國外專利費(fèi)用。國內(nèi)三元材料專利申請比較分散，尤其是龍頭公司涉足較少，整體研究氛圍不強(qiáng)，要國內(nèi)公司重視正極材料的研發(fā)及知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)；第二，三元材料的安全性、成本問題等存在較大的發(fā)展空間。