弄懂磷酸鐵鋰(LFP)粉末制作

  • 2019-09-24 08:48
  • 來源:江子才

摘要:磷酸鐵鋰這種粉末,相信只要是接觸到鋰電的,就沒有不知道它的,從最早的大牛推出這種材料,到今天的各種商業化應用,LFP粉末制作、LFP電池制作、LFP新能源電動車,相對來說是一個比較成熟的產業鏈。

弄懂磷酸鐵鋰(LFP)粉末制作

磷酸鐵鋰這種粉末,相信只要是接觸到鋰電的,就沒有不知道它的,從最早的大牛推出這種材料,到今天的各種商業化應用,LFP粉末制作、LFP電池制作、LFP新能源電動車,相對來說是一個比較成熟的產業鏈。可是作為對技術性要求很高的鋰電行業,有時候路總是走得太快,像前兩年,我們都在追趕進度,從三元的532,622到811,從半固態到全固態電池,甚至燃料電池,我們的路走得太快,也有一些問題暴露出來。一味追求高能量密度,電池的安全卻得不到進一步提升。這也是最近各大公司開始冷靜下來,思考更多的東西。

磷酸鐵鋰材料,至于前世今天我就不多說了,它具有較高安全性,能量密度比鉛酸電池高,(是比三元電池低,人家總得比下有余吧)并且制作工藝成熟。下面我將對這個材料的制作工藝,進行一個分步介紹。

列一個簡單的PFD:配料-->球磨-->砂磨-->噴霧干燥-->一粉-->燒結-->二粉-->成品包裝。

1.配料Batching

LFP粉末制作原材料一般就是那么幾種,磷源、鐵源、鋰源、碳源,所以一般會有磷酸鐵(磷源、鐵源)、碳酸鋰(鋰源)、葡萄糖(碳源),當然還有一些其他的物料。嚴格意義來說,這個步驟不是很困難,只需要做好兩點,一是物料的重量,也就是配比,無論是某些高大上的企業使用的自動投料機,還是節儉一些的企業使用的人工配料,物料的重量都是這個工序最重要的參數。配比,是研發人員在實驗室揮汗如雨從多種組合方案中得到的最優組合,所以,為了尊重他們的勞動成果和感謝他們的辛勤付出,我們LFP企業也是使用各種手段保證配比的準確性;二是異物污染,這個想必不用多說,做鋰電池的都知道,過多污染物特別是磁性物質的混入,對電池會有致命的打擊,自放電、微短路,嚴重點的起火爆炸。鋰電池工廠的無塵、恒溫、干燥、低濕的環境,到了粉末廠你就別想了,很少有粉末廠會做粉塵和環境的控制,但我覺得這個工序還是應該做好污染物控制以及避免交叉污染。

弄懂磷酸鐵鋰(LFP)粉末制作

2.球磨Pre-mixing

也叫預混,原理如上動圖顯示,是把剛才說的幾種原材料按照一定的順序投入到預混罐中,和水一起進行混合攪拌。預混并不能把漿料的粒徑變得很小,使用的鋯珠也比較大,通常有幾毫米,所以時間一般不長,漿料攪拌均勻后就可以了。同時可以測一下粘度和固含量,看是否滿足配比要求,可通過加水來降低固含量。需要說明的是,無論是球磨還是后面的砂磨,都是以漿料的形式存在,大家都知道,當漿料在干燥去除水分后,就是干的粉末,這時再想把材料中的磁性物質弄出來,就不是一件很容易的事,所以在預混后,會對漿料進行除磁。就是那種永磁除鐵器,8000Gs左右。

弄懂磷酸鐵鋰(LFP)粉末制作

3.砂磨Milling

球磨合格后,漿料一般通過管道運送到砂磨罐子中,砂磨的鋯珠比較小,往往不足1mm,這道工序對漿料的粒徑要求嚴格,通常要磨到很細,所以時間長,往往需要幾個小時。漿料的流程是:首先從球磨罐子到砂磨A罐,A罐經管道到砂磨機,漿料經砂磨機后流出,存儲在B罐,整個一批漿料磨完以后,漿料再從B罐經砂磨機到A罐。當然,也可以單罐循環,只不過時間可能要久一些。砂磨后我們會檢測粒徑(很重要),然后還有固含量、密度、PH值。同樣,這道工序除了需要除磁,還需要使用精密過濾器(幾百目根據實際需求)進行過濾,謹防破損的鋯珠混入到漿料中流轉。

弄懂磷酸鐵鋰(LFP)粉末制作

砂磨機差不多長這樣,現在一般可以智能控制,管控砂磨的時間。

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