眾所周知,磷酸鐵鋰是當下正熱門的正極材料,對鋰電池性能有著顯著的影響。在鋰電池已成必然趨勢的情況下,正極材料的質量問題也飽受關注,其中水分正是它的一個重要指標。研究表明,當磷酸鐵鋰的水分含量小于500ppm時循環性能最優,若水分含量超過600ppm會帶來一系列電池加工、安全等問題。
那么該如何控制微量水分,使磷酸鐵鋰粉體的水分含量小于500ppm呢?——這個問題的關鍵就在于粉碎、分級步驟。
傳統的磷酸鐵鋰粉碎分級工藝,會讓燒結爐出口的物料利用開式輸送的方式進入氣流磨,再讓粉碎之后的物料利用雙錐干燥8-20h。但傳統工藝有個很大的不足,它的烘干效果欠佳,制備得到的粉體水分含量多達1000ppm,而且物料進出口效果差,物料下料困難。
傳統工藝流程
因此為了改善磷酸鐵鋰粉體水分含量的問題,綿陽流能粉體設備有限公司根據其在超細粉體粉碎、分級與收集領域的多年經驗,推出了采用新設備新工藝的“磷酸鐵鋰粉碎/烘干/包裝及輸送成套生產線”,在實際生產中能夠有效控制微量水分,制備出的磷酸鐵鋰粉體水分含量只有200ppm-400ppm。具體工藝流程如下:
新工藝流程
工藝采用高溫干燥氣體作為節能氣流磨的粉碎介質,在氣流的帶動下,磷酸鐵鋰在粉碎腔中相互碰撞、摩擦而粉碎,同時還能利用對噴流對物料表面水進行瞬間干燥,實現了磷酸鐵鋰超微粉碎+微量水分烘干一體化。
噴嘴出口速度大、粉碎強度很高,根據實際生產,當進料粒度為20~30um時,產品粒度d50=0.8~1.2um,d100=<10um;且粉碎烘干一體化的設計除了有利于水分的蒸發外,還能降低粉碎中的能耗,提高生產效益;采用氮氣作為粉碎介質,還能防止材料被氧化。制備得到的磷酸鐵鋰粉體,電化學性能優異,使用壽命長,安全性更佳。
目前,新工藝生產線已在國內主流電池材料生產企業成功應用,根據某年產5000T磷酸鐵鋰的企業反饋,新工藝比傳統雙錐干燥或輥道爐干燥加工超微磷酸鐵鋰工藝節能費用達480~551 萬元/年。除此之外,它還可用于鈦酸鋰、碳酸鋰、三元、三元前驅體等對水分有嚴格要求的物料的粉碎、干燥、輸送等工藝。
粉體圈:小榆
作者:粉體圈
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