Met de snelle groei van de nieuwe energiesector, lithiumijzerfosfaat batterijen zijn de nieuwe favoriet van de markt geworden met hun voordelen zoals hoge veiligheid en lange levensduur. In de productie, Jet molen voor Lithium-ijzerfosfaat spelen een belangrijke rol bij de bereiding van lithium-ijzerfosfaat. Als efficiënte ultrafijne maalapparatuur vermalen ze materialen tot micron- of nanometerniveaus. Dit vergroot het oppervlak en de elektrochemische prestaties. Straalmolens vermalen gesinterde materialen voor een uniforme deeltjesgrootte distributie. Dit optimaliseert de energiedichtheid, cycluslevensduur en laad-ontlaadprestaties. Het proces is cruciaal voor het verbeteren van de kwaliteit en consistentie van lithium-ijzerfosfaat.
Lithiumbatterij
Een lithiumbatterij bestaat uit kathode, anode, separator, elektrolyt en omhulsel. De kathode is een kernmateriaal dat van invloed is op de energiedichtheid, veiligheid, levensduur en toepassingen.
Het is goed voor 30-40% aan materiaalkosten. De kathode is het grootste en meest waardevolle materiaal in de batterij-industrie.
Volgens materiaalsystemen omvatten kathodematerialen lithiumkobaltoxide, lithiummangaanoxide, lithiumijzerfosfaat en ternaire materialen. Lithiumijzerfosfaat is een olivijngestructureerd kathodemateriaal. Het wordt gemaakt van lithium-, ijzer-, fosfor- en koolstofbronnen door middel van mengen, drogen, sinteren en vermalen.
Lithium-ijzerfosfaat
De moleculaire expressie van lithiumijzerfosfaat is LiFePO4. Het werkingsprincipe in het laad- en ontlaadproces van lithiumbatterijen is als volgt:
Wanneer de lithium-ionbatterij wordt opgeladen, wordt het lithium-ion Li+ gescheiden van het lithium-ijzerfosfaat-anodemateriaal LiFePO4, passeert het de batterijscheider en elektrolyt en nestelt zich vervolgens in het anodemateriaal, waarmee het laadproces is voltooid.
Belangrijke factoren die de prestaties van lithium-ijzerfosfaat-kathodemateriaal beïnvloeden
Deeltjesgrootte
De deeltjesgrootteverdeling van LiFePO₄-kristallen heeft een grote invloed op de prestaties van het kathodemateriaal.
Onder dezelfde omstandigheden verkorten kleinere deeltjes de Li⁺-transportpaden. Een kleinere deeltjesgrootte verbetert de snelheidsprestaties en maakt sneller laden en ontladen mogelijk.
Specifieke capaciteit
De specifieke capaciteit van LiFePO₄ heeft een significante invloed op de gravimetrische energiedichtheid van de batterij. Onder dezelfde omstandigheden verhoogt een hogere specifieke capaciteit de energiedichtheid. Een hogere specifieke capaciteit betekent een grotere batterijcapaciteit voor dezelfde massa.
Compacte dichtheid
De compactiedichtheid van LiFePO₄ heeft een significante invloed op de volumetrische energiedichtheid van de batterij. Onder dezelfde omstandigheden verhoogt een hogere compactiedichtheid de volumetrische energiedichtheid. Een hogere compactiedichtheid betekent een grotere batterijcapaciteit voor hetzelfde volume.
Specifiek oppervlak
Het specifieke oppervlak van LiFePO₄ heeft een grote invloed op de snelheid en de prestaties bij lage temperaturen. Onder dezelfde omstandigheden vergroot een groter oppervlak het contact met de elektrolyt. Een betere geleidbaarheid verbetert de snelheidsprestaties, waardoor sneller laden en ontladen mogelijk is.
Onzuiverheidsgehalte
De onzuiverheidsinhoud van LiFePO₄ beïnvloedt de elektrochemische prestaties en veiligheid van de batterij. Onzuiverheden omvatten calcium, natrium, koper, chroom en zink. Overmatige onzuiverheden verhogen de zelfontlading en verkorten de levensduur van de batterij. Hoge onzuiverheidsniveaus verhogen het risico op schade aan de separator, waardoor de veiligheid van de batterij afneemt.
Vochtgehalte
Het vochtgehalte van LiFePO₄ beïnvloedt de elektrochemische prestaties, veiligheid en levensduur van de batterij. Overtollig vocht reageert met de elektrolyt, waarbij gas en waterstoffluoridezuur worden gevormd. Dit veroorzaakt zwelling van de batterij, corrosie en verminderde veiligheid en prestaties.
Andere indicatoren
Deeltjesvorm, tapdichtheid, koolstofgehalte, pH en andere elektrochemische eigenschappen van lithiumijzerfosfaat.
Bereidingswijze van lithiumijzerfosfaat
Er zijn verschillende methoden voor de bereiding van LiFePO₄. Op basis van de reactietoestanden van het materiaal worden ze ingedeeld in vaste-fase- en vloeibare-fase-synthesemethoden. Volgens verschillende bereidingsmethoden is het bereidingsproces van lithiumijzerfosfaat anders en is de bijbehorende apparatuur ook anders. Jet molen voor Lithium IJzerfosfaat zijn onafscheidelijk.
Vaste fasemethode - Carbothermische reductiemethode
Voorbehandeling van raffinage van grondstoffen: Voor de vaste-fasemethode worden de ijzerbron (bijv. FePO₄), lithiumbron (bijv. Li₂CO₃) en koolstofbron (bijv. glucose) grondig gemengd. De straalmolen verpulvert grondstoffen tot micron- of submicronniveaus door middel van door hogesnelheidsluchtstroom gegenereerde schuifkracht en botsing. Dit verbetert de fijnheid van de deeltjes en de uniformiteit van de dispersie aanzienlijk, waardoor lokale inconsistentie van de reactie of segregatie van de samenstelling door grove deeltjes wordt voorkomen.
Controle en classificatie van de deeltjesgrootte: de straalmolen met lucht classificator biedt nauwkeurige deeltjesgrootteclassificatie. Het kan de D50 (mediane deeltjesgrootte) en het distributiebereik van het eindproduct regelen. Dit optimaliseert lithiumiondiffusiepaden en elektronische geleidbaarheid tijdens het daaropvolgende sinteren, waardoor de materiaalverdichtingsdichtheid en snelheidsprestaties worden verbeterd.
Vloeistoffasemethode – zelfverdampende vloeistoffasesynthesemethode
Voorbehandeling en homogenisatie van precursoren
Verfijning van vaste grondstoffen: Hoewel de vloeistoffasemethode voornamelijk oplossingsreacties omvat, vereisen sommige processen het voorvermalen van vaste grondstoffen zoals lithiumbron (bijv. LiOH) en ijzerbron (bijv. FePO₄·2H₂O) tot micron-formaat deeltjes. Dit verbetert hun oplossnelheid en dispersie in het oplosmiddel. De straalmolen vermalt grondstoffen efficiënt tot submicron-niveaus door middel van hogesnelheidsluchtstroomschuifkrachten, waardoor deeltjesagglomeratie wordt verminderd en uniformiteit in daaropvolgende vloeistoffasereacties wordt gegarandeerd.
Secundair breken en classificeren van gedroogde deeltjes
Bij de zelfverdampende vloeistoffasemethode vormt de lithiumijzerfosfaatprecursor vaak natte deeltjes door verdamping en kristallisatie van de oplossing. Na het drogen kunnen problemen zoals agglomeratie of ongelijkmatige deeltjesgrootteverdeling optreden. De straalmolen kan secundair malen op de gedroogde grove deeltjes uitvoeren, agglomeraten uit elkaar breken en monodisperse, micron-formaat deeltjes produceren.
De classificatiesysteem van straalmolen kan deeltjes binnen een specifiek groottebereik selecteren (bijv. D50 = 1-3 μm). Dit voorkomt problemen zoals een verminderde verdichtingsdichtheid door te fijne deeltjes of een verhoogde ionendiffusieweerstand door te grove deeltjes, waardoor de elektrochemische prestaties van het materiaal worden geoptimaliseerd (bijv. snelheidscapaciteit en cycluslevensduur).
Conclusie
De Jet mill voor Lithium Iron verbetert de kwaliteit van lithium-ijzerfosfaat aanzienlijk. Het zorgt voor een uniforme deeltjesgrootte en verbetert de elektrochemische prestaties. Door de deeltjesgrootte en -dispersie te optimaliseren, verhoogt de Jet mill de capaciteit en de levensduur van de cyclus. Dit proces speelt een cruciale rol bij het verbeteren van de lithium-ijzerfosfaatbatterijtechnologie.
Episch poeder
Episch poederr, 20+ jaar werkervaring in de ultrafijne poederindustrie. Actief promoten van de toekomstige ontwikkeling van ultrafijn poeder, met de focus op het breken, malen, classificeren en modificatieproces van ultrafijn poeder. Neem contact met ons op voor een gratis consult en op maat gemaakte oplossingen! Ons deskundige team is toegewijd aan het leveren van hoogwaardige producten en diensten om de waarde van uw poederverwerking te maximaliseren. Epic Powder—Uw vertrouwde poederverwerkingsexpert!