Análisis del proceso de producción y tendencia de desarrollo de materiales catódicos para baterías de iones de litio

El rendimiento del material del cátodo de la batería de litio afecta directamente el rendimiento de la batería de iones de litio y su costo también determina directamente el costo de la batería.Hay muchos procesos de producción industrial para materiales de cátodo, la ruta de síntesis es relativamente compleja y el control de la temperatura, el medio ambiente y el contenido de impurezas también es relativamente estricto.Este artículo presentará el proceso de producción y la tendencia de desarrollo de materiales de cátodo de batería de litio.

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Requisitos de la batería de litio para materiales catódicos:

Alta energía específica, alta potencia específica, menos autodescarga, bajo precio, larga vida útil y buena seguridad.

Proceso de producción de material de cátodo de batería de litio:

La tecnología de calcinación adopta la nueva tecnología de secado por microondas para secar el material del electrodo positivo de la batería de litio, lo que resuelve los problemas que la tecnología convencional de secado del material del electrodo positivo de la batería de litio lleva mucho tiempo, hace que la rotación de capital sea lenta, el secado es desigual y la profundidad de secado no es suficiente.Las características específicas son las siguientes:

1. El uso de equipos de secado por microondas para el material del cátodo de la batería de litio es rápido y rápido, y el secado profundo se puede completar en unos minutos, lo que puede hacer que el contenido de humedad final alcance más de una milésima;

2. El secado es uniforme y la calidad de secado del producto es buena;

3. El material del cátodo de la batería de litio es altamente eficiente, ahorra energía, es seguro y respetuoso con el medio ambiente;

4. No tiene inercia térmica y la inmediatez del calentamiento es fácil de controlar.El material del cátodo de la batería de litio sinterizada por microondas tiene las características de velocidad de calentamiento rápido, alta tasa de utilización de energía, alta eficiencia de calentamiento, seguridad, higiene y libre de contaminación, y puede mejorar la uniformidad y el rendimiento del producto, y mejorar la microestructura y el rendimiento del material sinterizado.

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Método de preparación general del material del cátodo de la batería de litio:

1. Método de fase sólida

Generalmente, las sales de litio, como el carbonato de litio y los compuestos de cobalto o compuestos de níquel, se usan para moler y mezclar, y luego se lleva a cabo la reacción de sinterización.Las ventajas de este método son que el proceso es simple y las materias primas están fácilmente disponibles.Pertenece al método que ha sido ampliamente investigado, desarrollado y producido en la etapa inicial del desarrollo de baterías de litio, y la tecnología extranjera es relativamente madura;Estabilidad deficiente y consistencia de calidad de lote a lote deficiente.

2. Método complejo

El método complejo utiliza un complejo orgánico para preparar primero un precursor complejo que contiene iones de litio e iones de cobalto o vanadio, y luego se sinteriza para prepararlo.Las ventajas de este método son la mezcla a escala molecular, la buena uniformidad del material y la estabilidad del rendimiento, y una mayor capacitancia del material del electrodo positivo que el método de fase sólida.Se ha probado en el extranjero como un método industrializado para baterías de litio, pero la tecnología no está madura y hay pocos informes en China..

3. Método sol-gel

Usando el método de preparación de partículas ultrafinas desarrollado en la década de 1970 para preparar el material del electrodo positivo, este método tiene las ventajas del método complejo, y el material del electrodo preparado tiene una capacidad eléctrica muy mejorada, que se está desarrollando rápidamente en el país y en el extranjero.lejos.La desventaja es que el costo es alto y la tecnología aún está en etapa de desarrollo.

4. Método de intercambio de iones

El LiMnO2 preparado por el método de intercambio iónico ha obtenido una alta capacidad de descarga reversible de 270mA·h/g.Este método se ha convertido en un nuevo foco de investigación.Tiene las características de rendimiento de electrodo estable y alta capacitancia.Sin embargo, el proceso implica pasos que consumen energía y tiempo, como la recristalización y la evaporación de la solución, y todavía hay una distancia considerable de la practicidad.

La tendencia de desarrollo de los materiales del cátodo de la batería de litio:

Como una parte importante de las baterías de litio, la industria de material de cátodo de batería de litio de energía de mi país se ha desarrollado rápidamente.Con el desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía y la industria de almacenamiento de energía, se espera que la industria de material de cátodo de batería de litio se convierta en la principal fuerza impulsora para el crecimiento de la industria de material de cátodo en términos de fosfato de hierro de litio subdividido y materiales ternarios en el futuro, y traerá más oportunidades.y desafíos

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En los próximos tres años, las baterías de litio mantendrán un desarrollo estable y sostenible, y se espera que la demanda total de baterías de litio alcance los 130 Gwh en 2019. Debido a la continua expansión de los campos de aplicación de las baterías de litio, los materiales del cátodo de las baterías de litio continúan desarrollándose y expandiéndose. .

El crecimiento explosivo de los vehículos de nueva energía ha provocado el desarrollo sostenido y rápido de la industria de baterías de litio en general.Se estima que los materiales de cátodos de baterías de litio globales superen las 300 000 toneladas en 2019. Entre ellos, los materiales ternarios se desarrollarán rápidamente, con una tasa de crecimiento compuesta anual promedio de más del 30%.En el futuro, NCM y NCA se convertirán en la corriente principal de los materiales de cátodos automotrices.Se espera que el uso de materiales ternarios represente alrededor del 80% de los materiales automotrices en 2019.

La batería de litio es la dirección de desarrollo futuro de la batería, y su mercado de material de cátodo tiene una perspectiva de desarrollo prometedora.Al mismo tiempo, la promoción de teléfonos móviles 3G y la comercialización a gran escala de vehículos de nueva energía traerán nuevas oportunidades para los materiales de cátodo de baterías de litio.Los materiales de cátodo de batería de litio tienen un amplio mercado y las perspectivas son muy optimistas.


Hora de publicación: 18-abr-2022