ניתוח תהליך הייצור ומגמת הפיתוח של חומרים קתודיים לסוללות ליתיום יון

הביצועים של חומר הקתודה של סוללת הליתיום משפיעים ישירות על הביצועים של סוללת הליתיום, ועלותו גם קובעת ישירות את עלות הסוללה.ישנם תהליכי ייצור תעשייתיים רבים לחומרי קתודה, מסלול הסינתזה מורכב יחסית, וגם בקרת הטמפרטורה, הסביבה ותכולת הטומאה קפדנית יחסית.מאמר זה יציג את תהליך הייצור ומגמת הפיתוח של חומרים קתודיים של סוללת ליתיום.

lithium ion batteries1

דרישות סוללת ליתיום לחומרי קתודה:

אנרגיה ספציפית גבוהה, הספק ספציפי גבוה, פחות פריקה עצמית, מחיר נמוך, חיי שירות ארוכים ובטיחות טובה.

תהליך ייצור חומרי קתודה של סוללת ליתיום:

טכנולוגיית ההסתייד מאמצת את טכנולוגיית הייבוש החדשה במיקרוגל לייבוש חומר האלקטרודה החיובית של סוללת הליתיום, מה שפותרת את הבעיות שטכנולוגיית ייבוש חומרי האלקטרודה החיובית של סוללת הליתיום הרגילה לוקחת זמן רב, הופכת את מחזור ההון לאיטי, הייבוש לא אחיד, ו עומק הייבוש אינו מספיק.התכונות הספציפיות הן כדלקמן:

1. שימוש בציוד ייבוש במיקרוגל לחומר קתודי סוללת ליתיום, הוא מהיר ומהיר, וניתן להשלים ייבוש עמוק תוך מספר דקות, מה שיכול לגרום לתכולת הלחות הסופית להגיע ליותר מאלפית;

2. הייבוש אחיד ואיכות הייבוש של המוצר טובה;

3. חומר הקתודה של סוללת ליתיום הוא יעיל מאוד, חסכון באנרגיה, בטוח וידידותי לסביבה;

4. אין לו אינרציה תרמית, וקל לשלוט במיידיות של החימום.לחומר הקתודה של סוללת ליתיום מיקרוגל יש את המאפיינים של קצב חימום מהיר, קצב ניצול אנרגיה גבוה, יעילות חימום גבוהה, בטיחות, היגיינה וללא זיהום, והוא יכול לשפר את האחידות והתפוקה של המוצר, ולשפר את המבנה המיקרו והביצועים של החומר הסינטר.

lithium ion batteries2

שיטת הכנה כללית של חומר קתודה של סוללת ליתיום:

1. שיטת שלב מוצק

בדרך כלל, מלחי ליתיום כגון תרכובות ליתיום קרבונט וקובלט או תרכובות ניקל משמשים לטחינה וערבוב, ולאחר מכן מתבצעת תגובת הסינטר.היתרונות של שיטה זו הם שהתהליך פשוט וחומרי הגלם זמינים.היא שייכת לשיטה שנחקרה, פותחה ויוצרת רבות בשלב מוקדם של פיתוח סוללות ליתיום, והטכנולוגיה הזרה בשלה יחסית;יציבות ירודה ועקביות ירודה באיכות אצווה לאצווה.

2. שיטה מורכבת

השיטה המורכבת משתמשת בקומפלקס אורגני כדי להכין תחילה מבשר מורכב המכיל יוני ליתיום ויוני קובלט או ונדיום, ולאחר מכן סינטר להכנה.היתרונות של שיטה זו הם ערבוב בקנה מידה מולקולרי, אחידות חומר טובה ויציבות ביצועים, וקיבול גבוה יותר של חומר האלקטרודה החיובית מאשר שיטת הפאזה המוצקה.היא נוסתה בחו"ל כשיטה מתועשת לסוללות ליתיום, אך הטכנולוגיה לא בשלה, ויש מעט דיווחים בסין..

3. שיטת סול-ג'ל

באמצעות שיטת הכנת חלקיקים אולטרה-עדינים שפותחה בשנות ה-70 להכנת חומר האלקטרודה החיובית, לשיטה זו יש את היתרונות של השיטה המורכבת, ולחומר האלקטרודה המוכן יכולת חשמלית משופרת מאוד, המתפתחת במהירות בבית ובחו"ל.דרך.החיסרון הוא שהעלות גבוהה, והטכנולוגיה עדיין בשלב הפיתוח.

4. שיטת החלפת יונים

LiMnO2 שהוכן בשיטת חילופי יונים השיג קיבולת פריקה הפיכה גבוהה של 270mA·h/g.שיטה זו הפכה למוקד מחקר חדש.יש לו את המאפיינים של ביצועי אלקטרודה יציבים וקיבול גבוה.עם זאת, התהליך כולל שלבים גוזלים אנרגיה וגוזלים זמן כמו גיבוש מחדש של התמיסה ואידוי, ועדיין יש מרחק ניכר מהמעשיות.

מגמת הפיתוח של חומרי קתודה של סוללת ליתיום:

כחלק חשוב בסוללות ליתיום, תעשיית חומרי הקתודה של סוללות ליתיום במדינה שלי התפתחה במהירות.עם התפתחות תעשיית רכבי האנרגיה החדשה ותעשיית אגירת האנרגיה, צפוי שתעשיית חומרי הקתודה של סוללות הליתיום תהפוך לכוח המניע העיקרי לצמיחת תעשיית חומרי הקתודה במונחים של חלוקה של פוספט ליתיום ברזל וחומרים משולשים ב. העתיד, ויביא יותר הזדמנויות.ואתגרים.

lithium ion batteries3

בשלוש השנים הקרובות, סוללות הליתיום ישמרו על פיתוח יציב ובר קיימא, והביקוש הכולל לסוללות ליתיום צפוי להגיע ל-130GWh בשנת 2019. עקב ההתרחבות המתמשכת של תחומי היישום של סוללות ליתיום, חומרי הקתודה של סוללת ליתיום ממשיכים להתפתח ולהתרחב .

הצמיחה הנפיצה של רכבי אנרגיה חדשים הביאה להתפתחות מתמשכת ומהירה של תעשיית סוללות הליתיום הכוללת.ההערכה היא כי חומרי הקתודה העולמיים של סוללת הליתיום צפויים לעלות על 300,000 טון בשנת 2019. ביניהם, חומרים טרינריים יתפתחו במהירות, עם קצב גידול שנתי ממוצע של תרכובות של יותר מ-30%.בעתיד, NCM ו-NCA יהפכו לזרם המרכזי של חומרי קתודה לרכב.הצפי הוא שהשימוש בחומרים משולשים יהווה כ-80% מחומרי הרכב ב-2019.

סוללת ליתיום היא כיוון הפיתוח העתידי של הסוללה, ולשוק חומרי הקתודה שלה יש סיכוי פיתוח מבטיח.במקביל, הקידום של טלפונים ניידים 3G ומסחור בקנה מידה גדול של רכבי אנרגיה חדשים יביאו הזדמנויות חדשות לחומרי קתודה של סוללת ליתיום.לחומרי קתודה של סוללת ליתיום יש שוק רחב, והסיכויים אופטימיים מאוד.


זמן פרסום: 18 באפריל 2022