高鎳三元正極材料的主要工藝流程

NCM811高鎳三元正極材料的工藝流程主要包括:鋰化混合、裝缽、煅燒、粉碎、分級、除雜、包裝等。三元正極材料的主要原料為前驅(qū)體與鋰源,混合方法主要分為濕法混合與干法混合。工業(yè)上普遍采用干法混合。高鎳材料所使用的鋰源為電池級單水氫氧化鋰。在混料過程中,高鎳三元材料要求混合更加均勻,對于濕度的控制更為嚴(yán)格。

裝缽

由于高鎳三元正極需要鋰源在前驅(qū)體中分散極好,為了防止材料在燒結(jié)過程中的自發(fā)團(tuán)聚,每缽裝料不能過多,裝料量僅為普通三元材料的1/6。

煅燒

煅燒工藝是高鎳三元材料中最為核心的工藝,通常需要經(jīng)過預(yù)燒和多次燒結(jié)。一般來說,鎳含量越高,燒結(jié)溫度越低。高鎳三元材料實(shí)際燒結(jié)溫度在750~800℃之間,燒結(jié)過程中需要使用純氧輔助,富氧條件下反復(fù)多次燒結(jié),煅燒時間普遍較長,一般為20~25h,因此其成本遠(yuǎn)高于普通三元材料。

粉碎、分級

高鎳三元材料在煅燒后需要將顆粒破碎至微米級,通常需要經(jīng)過三級破碎。目前工業(yè)常用的破碎體系為鄂式破碎-輥式破碎-氣流破碎,獲得顆粒粒度在1~20μm。經(jīng)分級篩分,工業(yè)普遍選取D50=10μm級顆粒作為半成品顆粒。

除雜、包裝

高鎳三元材料顆粒分級后的半成品需要經(jīng)過除雜,除去工藝中引入的金屬雜志,一般以鐵為主,工業(yè)上通常使用磁選方式除鐵。經(jīng)除雜后的顆粒通過真空包裝,形成正極材料顆粒成品。