सकारात्मक आणि नकारात्मक सामग्रीचे उत्पादन

लिथियम आयन बॅटरीसाठी अजैविक इलेक्ट्रोड पदार्थ तयार करताना, उच्च तापमानाची घन अवस्था प्रतिक्रिया सर्वात जास्त वापरली जाते. उच्च तापमानाची घन-चरण प्रतिक्रिया: ही प्रक्रिया म्हणजे घन-चरण पदार्थांसह अभिक्रियाकारक एका विशिष्ट तापमानावर विशिष्ट कालावधीसाठी प्रतिक्रिया देतात आणि विविध घटकांमधील परस्पर प्रसाराद्वारे रासायनिक अभिक्रिया निर्माण करतात जेणेकरून विशिष्ट तापमानावर सर्वात स्थिर संयुगे तयार होतात, ज्यामध्ये घन-घन प्रतिक्रिया, घन-वायू प्रतिक्रिया आणि घन-द्रव प्रतिक्रिया यांचा समावेश होतो.

जरी सोल-जेल पद्धत, कॉप्रिसिपिटेशन पद्धत, हायड्रोथर्मल पद्धत आणि सोल्वोथर्मल पद्धत वापरली गेली तरी, उच्च तापमानावर सॉलिड-फेज रिअॅक्शन किंवा सॉलिड-फेज सिंटरिंग सहसा आवश्यक असते. कारण लिथियम-आयन बॅटरीच्या कार्य तत्त्वानुसार तिच्या इलेक्ट्रोड मटेरियलला वारंवार li+ घालता येते आणि काढून टाकता येते, म्हणून तिच्या जाळीच्या रचनेत पुरेशी स्थिरता असणे आवश्यक आहे, ज्यासाठी सक्रिय पदार्थांची स्फटिकता जास्त असणे आवश्यक आहे आणि क्रिस्टल रचना नियमित असणे आवश्यक आहे. कमी तापमानाच्या परिस्थितीत हे साध्य करणे कठीण आहे, म्हणून सध्या प्रत्यक्षात वापरल्या जाणाऱ्या लिथियम-आयन बॅटरीचे इलेक्ट्रोड मटेरियल मुळात उच्च-तापमान सॉलिड-स्टेट रिअॅक्शनद्वारे मिळवले जातात.

कॅथोड मटेरियल प्रोसेसिंग प्रोडक्शन लाइनमध्ये प्रामुख्याने मिक्सिंग सिस्टम, सिंटरिंग सिस्टम, क्रशिंग सिस्टम, वॉटर वॉशिंग सिस्टम (फक्त उच्च निकेल), पॅकेजिंग सिस्टम, पावडर कन्व्हेइंग सिस्टम आणि इंटेलिजेंट कंट्रोल सिस्टम यांचा समावेश आहे.

लिथियम-आयन बॅटरीसाठी कॅथोड मटेरियलच्या उत्पादनात जेव्हा ओल्या मिक्सिंग प्रक्रियेचा वापर केला जातो तेव्हा वाळवण्याच्या समस्या अनेकदा येतात. ओल्या मिक्सिंग प्रक्रियेत वापरल्या जाणाऱ्या वेगवेगळ्या सॉल्व्हेंट्समुळे वेगवेगळ्या वाळवण्याच्या प्रक्रिया आणि उपकरणे निर्माण होतात. सध्या, ओल्या मिक्सिंग प्रक्रियेत प्रामुख्याने दोन प्रकारचे सॉल्व्हेंट्स वापरले जातात: नॉन-जलीय सॉल्व्हेंट्स, म्हणजे इथेनॉल, एसीटोन इत्यादी सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स; वॉटर सॉल्व्हेंट. लिथियम-आयन बॅटरी कॅथोड मटेरियलच्या ओल्या मिक्सिंगसाठी वाळवण्याच्या उपकरणांमध्ये प्रामुख्याने हे समाविष्ट आहे: व्हॅक्यूम रोटरी ड्रायर, व्हॅक्यूम रेक ड्रायर, स्प्रे ड्रायर, व्हॅक्यूम बेल्ट ड्रायर.

लिथियम-आयन बॅटरीसाठी कॅथोड मटेरियलचे औद्योगिक उत्पादन सहसा उच्च-तापमान सॉलिड-स्टेट सिंटरिंग सिंथेसिस प्रक्रियेचा अवलंब करते आणि त्याचे कोर आणि की उपकरण सिंटरिंग भट्टी आहे. लिथियम-आयन बॅटरी कॅथोड मटेरियलच्या उत्पादनासाठी कच्चा माल एकसमानपणे मिसळला जातो आणि वाळवला जातो, नंतर सिंटरिंगसाठी भट्टीत लोड केला जातो आणि नंतर भट्टीतून क्रशिंग आणि वर्गीकरण प्रक्रियेत उतरवला जातो. कॅथोड मटेरियलच्या उत्पादनासाठी, तापमान नियंत्रण तापमान, तापमान एकरूपता, वातावरण नियंत्रण आणि एकरूपता, सातत्य, उत्पादन क्षमता, ऊर्जा वापर आणि भट्टीची ऑटोमेशन डिग्री यासारखे तांत्रिक आणि आर्थिक निर्देशक खूप महत्वाचे आहेत. सध्या, कॅथोड मटेरियलच्या उत्पादनात वापरले जाणारे मुख्य सिंटरिंग उपकरणे पुशर भट्टी, रोलर भट्टी आणि बेल जार भट्टी आहेत.

◼ रोलर किल्न ही एक मध्यम आकाराची बोगदा भट्टी आहे ज्यामध्ये सतत गरम करणे आणि सिंटरिंग केले जाते.

◼ भट्टीच्या वातावरणानुसार, पुशर भट्टीप्रमाणे, रोलर भट्टी देखील एअर भट्टी आणि वातावरण भट्टीमध्ये विभागली जाते.

• हवेचा भट्टी: प्रामुख्याने ऑक्सिडायझिंग वातावरणाची आवश्यकता असलेल्या पदार्थांना सिंटरिंग करण्यासाठी वापरले जाते, जसे की लिथियम मॅंगनेट पदार्थ, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साईड पदार्थ, टर्नरी पदार्थ इ.;
• वातावरणीय भट्टी: प्रामुख्याने NCA टर्नरी मटेरियल, लिथियम आयर्न फॉस्फेट (LFP) मटेरियल, ग्रेफाइट एनोड मटेरियल आणि वातावरण (जसे की N2 किंवा O2) वायू संरक्षणाची आवश्यकता असलेल्या इतर सिंटरिंग मटेरियलसाठी वापरले जाते.

◼ रोलर भट्टी रोलिंग घर्षण प्रक्रियेचा अवलंब करते, त्यामुळे भट्टीची लांबी प्रणोदन शक्तीमुळे प्रभावित होणार नाही. सैद्धांतिकदृष्ट्या, ती अमर्याद असू शकते. भट्टीच्या पोकळीच्या संरचनेची वैशिष्ट्ये, उत्पादने फायर करताना चांगली सुसंगतता आणि मोठ्या भट्टीच्या पोकळीची रचना भट्टीतील हवेच्या प्रवाहाच्या हालचाली आणि उत्पादनांच्या निचरा आणि रबर डिस्चार्जसाठी अधिक अनुकूल आहे. मोठ्या प्रमाणात उत्पादन प्रत्यक्षात आणण्यासाठी पुशर भट्टी बदलण्यासाठी हे पसंतीचे उपकरण आहे.

◼ सध्या, लिथियम-आयन बॅटरीचे लिथियम कोबाल्ट ऑक्साईड, टर्नरी, लिथियम मॅंगनेट आणि इतर कॅथोड मटेरियल एअर रोलर भट्टीमध्ये सिंटर केले जातात, तर लिथियम आयर्न फॉस्फेट नायट्रोजनने संरक्षित केलेल्या रोलर भट्टीमध्ये सिंटर केले जाते आणि एनसीए ऑक्सिजनने संरक्षित केलेल्या रोलर भट्टीमध्ये सिंटर केले जाते.