三元鋰電池正極材料生產工藝和優勢

來源：存能電氣  日期：2019-09-26 11:09  瀏覽量：次

　　三元鋰電池正極材料生產工藝和優勢。正極材料主要是為電池提供鋰離子，它決定了電池的能量密度、壽命、安全性、使用領域等，市場上常用的正極材料主要包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰以及三元材料，其中三元材料分為鎳鈷錳NCM以及鎳鈷鋁NCA。

　　三元鋰電池正極材料生產工藝

　　鋰電池三元正極材料生產的三大主要環節是混料磨料、高溫燒結、粉碎分解，每個環節的控制以及設備的性能都會對最終產品產生直接或間接的影響。其中分級、篩選和包裝是三元材料的最后環節，我們來了解下這些環節。

　　●分級

　　三元鋰電池材料粒度分布會影響材料的比表面積、壓實密度、極片加工性能及電池的電性能。而粉碎設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，就要用到分級設備。三元材料的分級一般在氣流粉碎機之后加上氣流分級裝置，直接對粉碎后的產品進行分級。根據三元材料的粒度分布要求，可選擇不同的氣流分級機和分級工藝。

　　●篩分

　　為了避免材料中含有異物或粗大顆粒，還需對鋰電池三元材料進行篩分。三元材料的Dmax至少小于50μm，但有時會出現Dmax超標的情況。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；單位面積產量大；易于調整，篩孔較少堵塞。這種篩子需要專門的傳動設備且消耗動力。

　　對于振動篩的整個工作而言，最主要的部件是篩網、電機和軸承。在鋰電池三元正極材料的使用中，篩網的選擇很關鍵。因為三元材料的制程過程應避免帶入鐵雜質或者其他金屬，所以篩網的材質需要選擇非金屬材質，且要耐堿腐蝕。

　　●包裝

　　三元鋰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。真空包裝機品種較多，通常分為機械擠壓式、插管式、室式輸送帶式、旋轉臺式和熱成型式等。機械擠壓式真空包裝原理是：包裝袋充填結束后，在其兩側用海綿等彈性物品將袋內空氣排除，然后進行封口。這種方法最簡單，但真空度低，用于真空度要求不高的場合。

　　三元鋰電池正極材料重要的質量指標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、振實密度、壓實密度、加工性能及點化學性能。所以鋰離子電池用三元材料需嚴格控制粒度及粒度分布。

　　鋰電池三元正極材料的優勢

　　1.鋰電池三元正極材料價格不貴，成本低

　　2.循環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，極化小。電池可持續3C充電，5C放電的高輸入輸出能力。

　　在三元鋰電池火熱的行業大趨勢下，國內不少正極材料企業在發展中面臨著巨額的國外專利費用。國內三元材料專利申請比較分散，尤其是龍頭企業涉足較少，整體研究氛圍不強，需要國內企業重視正極材料的研發及知識產權的保護；第二，三元材料的安全性、成本問題等存在較大的發展空間。目前，國外申請人的布局并不完善，因此，國內企業若能在這些方面加大研發投入，盡早掌握核心專利，才有可能實現在三元材料領域的“彎道超車”。

　　三元鋰電池材料具有容量高、成本低、安全性好等優異特性，在動力鋰電領域具有良好的發展前景。借助三元材料能量密度高、成本相對低的優勢，未來3至5年，三元材料應用于動力電池的將成為主流，高端三元材料動力電池將會呈供不應求的局面。