Herstellungsprozess für LiFePO4-Batterien

LiFePO4-Batterien unterscheiden sich nur von anderen Lithiumbatterien des Anodenmaterials und sind ähnlich wie andere Lithiumbatterien. Der große Prozess ist wie folgt: Inhaltsstoffe - beschichtet - Walzen - Schneiden - Produktion - Wickeln - Montage - Laserschweißen - Backen - Füller - Aktivierung - in - Versiegeln - Reinigen - - Sortieren. Der Hauptunterschied in der Leitfähigkeit des LiFePO4-Materials ist schlecht, ebenso wie feinere Materialpartikel, große Oberfläche, die eine Dispersion der Inhaltsstoffe verursacht, und eine leichte Wasseraufnahme. Der andere Unterschied ist wirklich gering.

Lithium-Ionen-Batterien Als eine Art Hochleistungs-Zweitgrünbatterie, Hochspannung, hohe Energiedichte (einschließlich Volumenenergie und Massenverhältnis), niedrige Selbstentladungsrate, großer Temperaturbereich, lange Lebensdauer, Umweltschutz, kein Speicher Um die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern, hängt es in hohem Maße davon ab, die Leistung von Elektrodenmaterialien, insbesondere des Anodenmaterials, zu verbessern. Das heutzutage am häufigsten untersuchte Kathodenmaterial LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, aber aufgrund der kobalttoxischen und begrenzten Ressourcen ist die Herstellung von Lithiumnickelsäure schwierig, die Zirkulationsleistung und die Hochtemperaturleistung von Mangansäurelithiumfaktoren, was ihre Anwendung und Entwicklung einschränkt. Daher ist die Entwicklung des neuen Typs hoch -Energie billig ist sehr wichtig für die Entwicklung der Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien.

1997 berichtete Padhi mit Olivinstruktur wie LiFePO4 (LiFePO4) kann reversibel eingebettetes Lithium sein, hat eine hohe spezifische Kapazität und eine gute Zyklusleistung, die elektrochemische Leistung ist stabil, der Preis ist gering, warten auf eine Eigenschaft, ist die erste Wahl eines neuen Erzeugung grüner Anodenmaterialien, insbesondere als Lithium-Ionen-Batteriematerialien. Die Entdeckung des LiFePO4 verursachte in akademischen Kreisen im In- und Ausland elektrochemische Erkenntnisse, die in den letzten Jahren von vielen Forschern mit der immer breiteren Anwendung von Lithiumbatterien, der Die Untersuchung von LiFePO4 nimmt zu.

Die Struktur des LiFePO4

LiFePO4 (LiFePO4) hat eine Olivinstruktur, für eine leicht verdrehte Packung mit sechs Teilnehmern ist die Raumgruppe vom Pmnb-Typ.

LiFePO4 durch FeO6-Kathedrale und PO4-Tetraeder bilden einen Raumrahmen, P-Tetraederposition, während Fe und Li die Kathedralenlücke, den Fe-Winkel der Kathedralenposition, Li-Oktaeder der Kantenposition ausfüllen. Gitter ein FeO6-Oktaeder mit zwei FeO6-Kathedralen und verbinden ein PO4-Tetraeder Kante, während das PO4-Tetraeder mit einem FeO6 zwei LiO6-Oktaeder-Oktaeder und Kante. Da fast sechs Parteien eng angeordnet sind, können die Sauerstoffatome der akkumulation von Lithiumionen nur zum Abheben in die zweidimensionale Ebene eingebettet werden und haben daher eine relativ hohe theoretische Dichte (3,6 g / cm3). In dieser Struktur, Fe2 + / Fe3 + relativ metallische Lithiumspannung von 3,4 V, beträgt die Theorie der materialspezifischen Kapazität 170 ma · h / g. In der Materialform ist starkes P - O - M kovalente Bindung, hohe Stabilität der Kristallstruktur von Materialien, was zu Materialien mit hoher thermischer Stabilität führt.

Wang über die elektrochemische Leistung von LiFePO4 führte eine detaillierte Analyse durch. Abbildung 2.2 zeigt die in C - V gebildeten Zykluslastvoltammogramme LiFePO4, Abbildung 2, Peak beim Anodenscan 4,0 ~ 4,0 Li + eingebettet in die LixFePO4-Struktur, der entsprechende Reduktionspeak bei 3,32 V-Bildung; C - V-Kurven zeigen, dass der REDOX-Peak in der LiFePO4-Elektrode mit reversibler Lithiumionenreaktion eingebettet ist.

Die Leistung von LiFePO4

1) hohe Energiedichte

Seine theoretische spezifische Kapazität beträgt 170 mAh / g, die tatsächliche spezifische Kapazität des Produkts kann mehr als 140 mAh / g (0,2 ° C, 25 ° C) betragen.

2) Sicherheit

Ist die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterie-Kathodenmaterial, keine schädlichen Schwermetalle enthalten;

3) langes Leben

Unter der Bedingung von 100% DOD kann mehr als 2000-mal geladen und entladen werden (Grund: Die Stabilität des LiFePO4-Gitters ist gut, die eingebetteten Lithiumionen und das Auftreten eines Gitteraufpralls sind nicht groß, daher weist es eine gute Reversibilität auf. Die Mängel sind die Ionenleitfähigkeit Die Elektrode ist schlecht, nicht für das Laden und Entladen mit großem Strom geeignet und steckt in Anwendungen fest. Lösung: Die Elektroden sind auf der Oberfläche des leitenden Materials beschichtet und mit Elektrodenmodifikation dotiert.

Die Lebensdauer des LiFePO4-akkus mit zu niedriger oder zu hoher Temperatur beim Laden und Entladen sowie beim Verwenden führt zu schwerwiegenden versteckten Problemen. Elektrische Autos verwenden insbesondere in Nordchina im Herbst und Winter die normale Stromversorgung des LiFePO4 Batterien oder Netzteil sind zu niedrig, müssen die Temperatur der Arbeitsumgebung anpassen, um die Leistung aufrechtzuerhalten. Gegenwärtig sollte die Arbeitsumgebung für die LiFePO4-Batterietemperatur als Haushaltsbeschränkung angesehen werden. Die übliche Lösung besteht darin, die Aerogeldecke als Wärme zu verwenden Isolationsschicht.

4) Ladeleistung

LiFePO4 Kathodenmaterial der Lithiumbatterie, kann großes Ladeverhältnis verwenden, das schnellste wird in 1 Stunde sein, bis die Batterie voll ist.

, 1, Eisenphosphat-Trocknung zusätzlich zu Wasser

: (1) Trocknungsraum Trocknungsprozess Sager gefüllt mit Edelstahl Rohstoffen Eisenphosphat in Kammer, regulieren die Trockenraumtemperatur auf 220 +

20 ℃, 6-10 Stunden zum Trocknen. Zum nächsten Arbeitsvorgang zum Sintern des Drehrohrofens entladen.

(2) der Drehrohrsinterprozess: Nach Erfüllung der Anforderung der Drehofentemperatur, Stickstoff, Beschickung (aus der Prozesskammer)

Material), stellen Sie die Temperatur auf 540 + 20 ° C ein und sintern Sie 8 bis 12 Stunden.

2, Mischprozess der Schleifmaschine

Normale Produktion, zwei gleichzeitig in Betrieb befindliche Schleifmaschine, zwei spezifische Zuführvorrichtungen und der gleiche Vorgang (beim Debuggen kann ein separater Vorgang erfolgen), das Programm lautet wie folgt:

(1) Mahlen von Lithiumcarbonat: 13 kg wiegen Lithiumcarbonat, Saccharose 12 kg, 50 kg reines Wasser, gemischtes Mahlen 1 bis 2 Stunden. Pause.

(2) Mahlen: Eisenphosphat in die Mischung aus 50 kg, 25 kg reinem Wasser geben, gemischtes Mahlen 1-3 Stunden. Ausfallzeit, Entladung in die Dispersionsmaschine. Messung der Partikelgröße.

(3) Reinigung: 100 kg reines Wasser wiegen, Läppmaschine 3 bis 5 Mal waschen, Lotion alles in Dispersionsmaschine geben).

3, Streumustermaterial-Dispersionsprozess

(1) 2.2 Zwei Mahlmaschinen mischen gut (oder 1 Mahlmaschine zwei Hybride) des Materials etwa 500 kg (einschließlich Reinigungsmittel-Mahlmaschine) zusammen in die Dispersionsmaschine, geben dann 100 kg reines Wasser hinzu, stellen die Rührgeschwindigkeit vollständig ein Mischen der Dispersion 1 bis 2 Stunden, Warten auf die Pumpe in die Sprühtrocknungsanlage.

4, Sprühtrocknungsprozess

(1) Einstellen der Einlasstemperatur der Sprühtrocknungsanlage von 220 + 20 ° C, der Auslasstemperatur auf 110 + 10 ° C, der Vorschubgeschwindigkeit von 80 kg / h, dann Beginn der Zufuhr von sprühtrocknendem, trockenem Material.

(2) kann entsprechend der Sprühpartikelgröße reguliert werden und der Feststoffgehalt beträgt 15% ~ 30%.

5, Hydraulikdruck Stück Ladematerial, regulieren den Druck der Hydraulikpresse beträgt 150 Tonnen und 175 Tonnen, in dem Sprühtrocknungsmaterial in der Form, die Haltezeit, in Quadrate verdichtet. Laden des Absackers in Druckplattenofen) Gleichzeitig wurde in den Gruppen der Massenproben der Druck in einen Materialblock verglichen.

6, Druckplatte Ofen Sintertemperatur zuerst, Stickstoff, erfüllen die Atmosphärenanforderungen 100 Teile pro Million, drücken Sie den Sagger-Druckplattenofen, entsprechend der Heizperiode von 300-550 ° C, 4 bis 6 Stunden. Konstante Temperatur 750 × 8 bis 10 Stunden, Abkühlzeit von sechs bis acht Stunden, Entladen.

7, superfeiner Schleifwalzendruck

Schiebt den Plattenofen superfeines Mahlen, verbrennt einen guten Materialeintrag, stellt die Geschwindigkeit ein und mahlt nach dem Walzen in eine ultrafeine Mahlmühle.

8, Sieben, Verpacken

Das Schleifmaterial Sieben und Verpackung.5 kg, 25 kg zwei Spezifikationen.

9, Inspektion, Lagerung

Beschriften Sie die Produktinspektion, Lagerung. Einschließlich: Produktname, Inspektion, Materialcharge, Datum.

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