Analyse du processus de production et tendance de développement des matériaux de cathode pour les batteries lithium-ion

Les performances du matériau de cathode de batterie au lithium affectent directement les performances de la batterie au lithium-ion, et son coût détermine également directement le coût de la batterie.Il existe de nombreux processus de production industrielle pour les matériaux de cathode, la voie de synthèse est relativement complexe et le contrôle de la température, de l'environnement et de la teneur en impuretés est également relativement strict.Cet article présentera le processus de production et la tendance de développement des matériaux de cathode de batterie au lithium.

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Exigences relatives aux piles au lithium pour les matériaux de cathode :

Énergie spécifique élevée, puissance spécifique élevée, moins d'autodécharge, prix bas, longue durée de vie et bonne sécurité.

Processus de production de matériau de cathode de batterie au lithium :

La technologie de calcination adopte la nouvelle technologie de séchage par micro-ondes pour sécher le matériau d'électrode positive de la batterie au lithium, ce qui résout les problèmes que la technologie conventionnelle de séchage du matériau d'électrode positive de la batterie au lithium prend beaucoup de temps, ralentit la rotation du capital, le séchage est inégal et la profondeur de séchage n'est pas suffisante.Les spécificités sont les suivantes :

1. En utilisant un équipement de séchage à micro-ondes pour le matériau de cathode de batterie au lithium, il est rapide et rapide, et le séchage en profondeur peut être terminé en quelques minutes, ce qui peut faire en sorte que la teneur en humidité finale atteigne plus d'un millième ;

2. Le séchage est uniforme et la qualité de séchage du produit est bonne ;

3. Le matériau cathodique de la batterie au lithium est très efficace, économe en énergie, sûr et respectueux de l'environnement.

4. Il n'a pas d'inertie thermique et l'immédiateté du chauffage est facile à contrôler.Le matériau de cathode de la batterie au lithium frittée par micro-ondes a les caractéristiques d'un taux de chauffage rapide, d'un taux d'utilisation d'énergie élevé, d'une efficacité de chauffage élevée, de la sécurité, de l'hygiène et sans pollution, et peut améliorer l'uniformité et le rendement du produit, et améliorer la microstructure et les performances du matériau fritté.

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Méthode générale de préparation du matériau de cathode de batterie au lithium :

1. Méthode en phase solide

Généralement, des sels de lithium tels que le carbonate de lithium et des composés de cobalt ou des composés de nickel sont utilisés pour le broyage et le mélange, puis la réaction de frittage est effectuée.Les avantages de cette méthode sont que le processus est simple et que les matières premières sont facilement disponibles.Il appartient à la méthode qui a été largement étudiée, développée et produite au début du développement de la batterie au lithium, et la technologie étrangère est relativement mature.Mauvaise stabilité et mauvaise cohérence de la qualité d'un lot à l'autre.

2. Méthode complexe

Le procédé complexe utilise un complexe organique pour préparer d'abord un précurseur complexe contenant des ions lithium et des ions cobalt ou vanadium, puis un frittage pour le préparer.Les avantages de cette méthode sont le mélange à l'échelle moléculaire, une bonne uniformité du matériau et une bonne stabilité des performances, et une capacité plus élevée du matériau d'électrode positive que la méthode en phase solide.Il a été testé à l'étranger en tant que méthode industrialisée pour les batteries au lithium, mais la technologie n'est pas mature et il existe peu de rapports en Chine..

3. Méthode sol-gel

Utilisant la méthode de préparation de particules ultrafines développée dans les années 1970 pour préparer le matériau d'électrode positive, cette méthode présente les avantages de la méthode complexe, et le matériau d'électrode préparé a une capacité électrique grandement améliorée, qui se développe rapidement au pays et à l'étranger.loin.L'inconvénient est que le coût est élevé et que la technologie est encore au stade de développement.

4. Méthode d'échange d'ions

Le LiMnO2 préparé par la méthode d'échange d'ions a obtenu une capacité de décharge réversible élevée de 270mA·h/g.Cette méthode est devenue un nouveau point chaud de la recherche.Il a les caractéristiques d'une performance d'électrode stable et d'une capacité élevée.Cependant, le processus implique des étapes consommatrices d'énergie et de temps telles que la recristallisation et l'évaporation de la solution, et il y a encore une distance considérable par rapport à l'aspect pratique.

La tendance de développement des matériaux de cathode de batterie au lithium :

En tant que partie importante des batteries au lithium, l'industrie des matériaux cathodiques pour batteries au lithium de puissance de mon pays s'est développée rapidement.Avec le développement de l'industrie des véhicules à énergie nouvelle et de l'industrie du stockage d'énergie, on s'attend à ce que l'industrie des matériaux cathodiques pour batteries au lithium devienne le principal moteur de la croissance de l'industrie des matériaux cathodiques en termes de phosphate de fer lithium subdivisé et de matériaux ternaires dans l'avenir, et inaugurera plus d'opportunités.et défis.

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Au cours des trois prochaines années, les batteries au lithium maintiendront un développement stable et durable, et la demande totale de batteries au lithium devrait atteindre 130 Gwh en 2019. En raison de l'expansion continue des domaines d'application des batteries au lithium, les matériaux cathodiques des batteries au lithium continuent de se développer et de se développer. .

La croissance explosive des véhicules à énergie nouvelle a entraîné le développement soutenu et rapide de l'industrie globale des batteries au lithium.On estime que les matériaux cathodiques pour batteries au lithium dans le monde devraient dépasser 300 000 tonnes en 2019. Parmi eux, les matériaux ternaires se développeront rapidement, avec un taux de croissance composé annuel moyen de plus de 30 %.À l'avenir, NCM et NCA deviendront le courant dominant des matériaux de cathode automobile.On s'attend à ce que l'utilisation de matériaux ternaires représente environ 80 % des matériaux automobiles en 2019.

La batterie au lithium est la future direction de développement de la batterie, et son marché des matériaux cathodiques a une perspective de développement prometteuse.Dans le même temps, la promotion des téléphones mobiles 3G et la commercialisation à grande échelle de véhicules à énergie nouvelle offriront de nouvelles opportunités pour les matériaux cathodiques des batteries au lithium.Les matériaux cathodiques pour batteries au lithium ont un large marché et les perspectives sont très optimistes.


Heure de publication : 18 avril 2022