Proceso de fabricación de baterías LiFePO4

Las baterías LiFePO4 son simplemente diferentes de otras baterías de litio del material del ánodo, su proceso es similar a otro litio.El gran proceso es el siguiente: ingredientes - recubierto - laminado - corte - producción - bobinado - ensamblaje - soldadura láser - horneado - relleno - activación - en - sellado - limpieza - - clasificación.La principal diferencia en el rendimiento conductor del material LiFePO4 es pobre, por lo que hay partículas de material más finas, una gran superficie, lo que hace que la dispersión de los ingredientes sea difícil y fácil de absorber el agua.La otra diferencia es realmente pequeña.

baterías de iones de litio Como una especie de segunda batería verde de alto rendimiento, alto voltaje, alta densidad de energía (incluida la energía de volumen y la relación de masa), el uso de baja tasa de autodescarga, amplio rango de temperatura, ciclo de vida largo, protección ambiental, sin memoria efecto, y pueden las ventajas de una gran carga y descarga de corriente.Para mejorar el rendimiento de las baterías de iones de litio, en gran medida depende de mejorar el rendimiento de los materiales de los electrodos, especialmente el material del ánodo.El material de cátodo más ampliamente estudiado hoy en día LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, pero como resultado de los recursos tóxicos y limitados del cobalto, la preparación del ácido de níquel y litio es difícil, el rendimiento de circulación deficiente y el rendimiento de alta temperatura de los factores de litio del ácido de manganeso, restringen su aplicación y desarrollo. -La energía barata es muy importante para el desarrollo de los materiales del ánodo para las baterías de iones de litio.

1997, Padhi informó que con una estructura de olivina como LiFePO4 (LiFePO4) se puede incrustar de manera reversible el litio, y tiene una alta capacidad específica y un buen rendimiento de ciclo, el rendimiento electroquímico es estable, el precio es bajo, espere una característica, es la primera opción de un nuevo generación de materiales de ánodo verde, especialmente como materiales de batería de iones de litio de potencia. El descubrimiento del LiFePO4 provocó que los círculos académicos electroquímicos tanto en el país como en el extranjero llamaran la atención de muchos investigadores, en los últimos años, con la aplicación cada vez más amplia de las baterías de litio, el El estudio de LiFePO4 está aumentando.

La estructura del LiFePO4

LiFePO4 (LiFePO4) tiene una estructura de olivino, para un empaque cerrado de seis partes ligeramente retorcido, el grupo espacial es de tipo Pmnb,

LiFePO4 por la catedral de FeO6 y el tetraedro de PO4 forman el marco espacial, la posición del tetraedro P, mientras que Fe y Li llenan el espacio de la catedral, el ángulo de Fe de la posición de la catedral, el octaedro de Li de la posición del borde. borde, mientras que el tetraedro PO4 con un octaedro octaedro FeO6 dos LiO6 y el borde.Debido a que casi seis partes estrechamente dispuestas, los átomos de oxígeno de la acumulación de la fabricación de iones de litio solo se pueden incrustar en el plano bidimensional para despegar y, por lo tanto, tiene una densidad teórica relativamente alta (3.6 g / cm3). En esta estructura, Fe2 + / Fe3 + voltaje de litio relativamente metálico de 3.4 V, la teoría de la capacidad específica del material es 170 ma · h / g. En la forma del material P fuerte - Enlace covalente O - M, gran estabilidad de la estructura cristalina de los materiales, dando lugar a materiales con alta estabilidad térmica.

Wang sobre el rendimiento electroquímico de LiFePO4 hizo un análisis detallado, la figura 2.2 es el ciclo de voltamogramos de carga LiFePO4, formado en C - V, figura dos pico, en el escaneo del ánodo Li + emerge de la estructura de LixFePO4 y el pico de oxidación en la formación de 3.52 V; Al escanear en 4.0 ~ 4.0 Li + incrustado en la estructura LixFePO4, el pico de reducción correspondiente a la formación de 3.32 V; las curvas C - V muestran que el pico REDOX en el electrodo LiFePO4 incrustado con una reacción de iones de litio reversible.

El rendimiento de LiFePO4

1) alta densidad de energía

Su capacidad específica teórica es de 170 mAh / g, la capacidad específica real del producto puede ser superior a 140 mAh / g (0,2 C, 25 ° C).

2) seguridad

Es la seguridad del material del cátodo de la batería de iones de litio; no contiene metales pesados nocivos;

3) larga vida

Bajo la condición de 100% DOD, puede cargar y descargar más de 2000 veces; (razón: la estabilidad de la red de LiFePO4 es buena, los iones de litio incrustados y la aparición del impacto de la red no es grande, por lo que tiene una buena reversibilidad. Las deficiencias son la conductividad iónica El electrodo es pobre, no es adecuado para grandes cargas y descargas de corriente, está atascado en las aplicaciones. Solución: los electrodos recubiertos en la superficie del material conductor, dopados con la modificación del electrodo.)

La vida útil de la batería LiFePO4 con temperatura, temperatura demasiado baja o demasiado alta en el proceso de carga y descarga y el proceso de uso producen problemas ocultos muy graves.Los automóviles eléctricos se utilizan especialmente en el norte de China, en el otoño e invierno, la fuente de alimentación normal del LiFePO4 Las baterías o la fuente de alimentación son demasiado bajas, es necesario ajustar la temperatura de su entorno de trabajo para mantener su rendimiento.En la actualidad, el entorno de trabajo doméstico resuelve la temperatura de la batería LiFePO4 debe considerarse como limitaciones de espacio, la solución común es utilizar la manta de aerogel como térmica capa de aislamiento.

4) rendimiento de carga

El material del cátodo LiFePO4 de la batería de litio, puede usar una gran relación de carga, el más rápido será en 1 hora hasta que la batería esté llena.

, 1, secado de fosfato de hierro además de agua

: (1) proceso de secado de la sala de secado lleno de fosfato de hierro de materias primas de acero inoxidable en la cámara, regular la temperatura de la sala de secado a 220 +

20 ℃, 6-10 horas para secar. Descargar para el siguiente procedimiento de trabajo al horno rotatorio de sinterización.

(2) el proceso de sinterización del horno rotatorio: después de cumplir con el requisito de temperatura del horno rotatorio, nitrógeno, alimentación (de la cámara de proceso

Material), ajuste la temperatura a 540 + 20 ℃, sinterizando de 8 a 12 horas.

2, proceso de mezcla de la máquina de pulir

Producción normal, dos rectificadoras en funcionamiento al mismo tiempo, dos dispositivos de alimentación específicos y la misma operación (cuando se puede depurar una operación separada), el programa es el siguiente:

(1) trituración de carbonato de litio: 13 kg de peso de carbonato de litio, 12 kg de sacarosa, 50 kg de agua pura, trituración mixta de 1 a 2 horas.

(2) molienda: agregue fosfato de hierro en la mezcla de 50 kg, 25 kg de agua pura, molienda mezclada 1-3 horas. Tiempo de inactividad, descarga en la máquina de dispersión) .Medida del tamaño de partícula de la muestra.

(3) limpieza: con un peso de 100 kg de agua pura, lavar la máquina lapeadora de 3 a 5 veces, aplicar loción en la máquina de dispersión).

3, proceso de dispersión de material de patrón disperso

(1) 2.2 dos rectificadoras mezclan bien (o 1 rectificadora dos híbridos) del material alrededor de 500 kg (incluida la rectificadora de materiales de limpieza) juntos en la máquina de dispersión, luego agregue 100 kg de agua pura, ajuste la velocidad de agitación, completamente mezclando la dispersión de 1 a 2 horas, esperando la bomba en el equipo de secado por aspersión.

4, proceso de secado por pulverización

(1) ajustando la temperatura de entrada del equipo de secado por pulverización de 220 + 20 ℃, la temperatura de salida a 110 + 10 ℃, la velocidad de alimentación es de 80 kg / h, luego comience a alimentar el material seco de secado por pulverización.

(2) se puede regular de acuerdo con el tamaño de partícula de la pulverización y el contenido de sólidos es del 15% al 30%.

5, pieza de presión hidráulica del material de carga, regular la presión de la prensa hidráulica es de 150 toneladas y 175 toneladas, en el material de secado por pulverización en el molde, el tiempo de retención, compactado en cuadrados.Carga de sagger en el horno de placa de empuje). al mismo tiempo, en los grupos de muestras a granel, en comparación con la presión en un bloque de materiales.

6, empujar la temperatura de sinterización del horno de placa primero, nitrógeno, cumplir con los requisitos de la atmósfera 100 partes por millón, empujar el horno de placa de empuje más hundido, de acuerdo con el período de calentamiento de 300-550 ℃, 4 a 6 horas.Temperatura constante 750 ℃ 8 a 10 horas; Período de enfriamiento de seis a ocho horas, descarga.

7, presión de rodillo de molienda superfina

Empujará el horno de placa de molienda superfina quemará una buena entrada de material, ajustará la velocidad, triturará después de enrollarlo en un molino de molienda ultra fino. Cada lote de muestreo de tamaño de partícula de prueba.

8, cribado, embalaje

El material de molienda cribado y envasado. 5 kg, 25 kg dos especificaciones.

9, inspección, almacenamiento

Etiquete el producto de inspección, almacenamiento, incluyendo: nombre del producto, inspección, lote de material, fecha.

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