采用共沉淀的方法合成三元前驅(qū)體,然后采用高溫固相法合成最終產(chǎn)品。該生產(chǎn)工藝中上料、攪拌混合、陳化、反應(yīng)、生晶、洗滌、過濾關(guān)鍵工序直接影響NCM三元材料品質(zhì)及電池性能,起著承上啟下的核心作用。在掌握NCM三元材料生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上,統(tǒng)籌兼顧工藝參數(shù),引入功能集成設(shè)計理念,將工藝中相關(guān)聯(lián)鎖工序進(jìn)行有機(jī)融合,研發(fā)出一體化多功能機(jī),集成了真空上料、攪拌混合、反應(yīng)生晶、打漿洗滌、壓濾吹干、干粉出料等六種功能,實現(xiàn)NCM三元材料工藝綠色化生產(chǎn)。
正極材料是鋰電池核心材料,目前市場上廣泛使用的有鈷酸鋰、錳酸鋰、NCM(鎳鈷錳)三元材料,其中,NCM三元材料憑借高能量密度、較好的安全性和循環(huán)性能,受到市場青睞。合成NCM三元材料的方法:共沉淀-高溫固相法、低熱固相法、溶膠-凝膠法、流變相法、微波法和水熱法等。其中共沉淀-高溫固相法是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)的主流工藝,首先采用共沉淀的方法合成三元前驅(qū)體,然后采用高溫固相法合成最終產(chǎn)品。該生產(chǎn)工藝中上料、攪拌混合、陳化、反應(yīng)、生晶、洗滌、過濾關(guān)鍵工序直接影響NCM三元材料品質(zhì)及電池性能,起著承上啟下的核心作用。
該設(shè)備集壓濾、漿化、洗滌等功能于一體,洗滌充分高效,能較大程度降低廢水量。經(jīng)壓濾后,正極材料的含水量平均小于8%,其余性能指標(biāo)也符合規(guī)范要求。也可使用LGLZ拉袋式離心機(jī)進(jìn)行洗濾,但離心機(jī)置換式洗滌效果有待提升。
三元前驅(qū)體是由化工原料制備目標(biāo)產(chǎn)物工藝過程中的前級重要中間品。當(dāng)前工業(yè)化生產(chǎn)三元前驅(qū)體主要采用氫氧化鈉共沉淀法,其中過濾洗滌是關(guān)鍵工序。
陳化后的三元前驅(qū)體漿料的固含量大多在10%~65%,進(jìn)入過濾洗滌多功能機(jī)后進(jìn)行初始過濾,去除大部分溶解在母液中的副產(chǎn)物、絡(luò)合劑、沉淀劑等;再經(jīng)過堿洗和水洗,通過濾餅加入堿液或純水后打散、漿化洗滌,進(jìn)一步去除殘留在濾餅中的可溶性雜質(zhì)。與離心機(jī)相比,洗滌更充分,洗滌液消耗量少,污水排放減少。