การประยุกต์ใช้เครื่องบดแบบเจ็ทอากาศเพื่อเตรียมลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต แบตเตอรี่กลายเป็นที่นิยมในตลาดด้วยข้อดี เช่น ความปลอดภัยสูงและอายุการใช้งานยาวนาน ในการผลิต โรงสีเจ็ท ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมีบทบาทสำคัญในการเตรียมลิเธียมเหล็กฟอสเฟต เนื่องจากเป็นอุปกรณ์บดละเอียดที่มีประสิทธิภาพ จึงสามารถบดวัสดุได้ในระดับไมครอนหรือนาโนเมตร ซึ่งจะช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวและประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า เครื่องบดแบบเจ็ทจะบดวัสดุที่ผ่านการเผาให้มีความสม่ำเสมอ ขนาดอนุภาค การกระจายพลังงาน ซึ่งจะทำให้ความหนาแน่นของพลังงาน อายุการใช้งาน และประสิทธิภาพการชาร์จและคายประจุเหมาะสมที่สุด กระบวนการนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงคุณภาพและความสม่ำเสมอของลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

แบตเตอรี่ลิเธียม

แบตเตอรี่ลิเธียมประกอบด้วยแคโทด แอโนด ตัวคั่น อิเล็กโทรไลต์ และตัวเรือน แคโทดเป็นวัสดุแกนกลางที่ส่งผลต่อความหนาแน่นของพลังงาน ความปลอดภัย อายุการใช้งาน และการใช้งาน
คิดเป็นต้นทุนวัสดุ 30-40% แคโทดเป็นวัสดุที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและมีมูลค่ามากที่สุดในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่

ตามระบบวัสดุ วัสดุแคโทดได้แก่ ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต และวัสดุสามองค์ประกอบ ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตเป็นวัสดุแคโทดที่มีโครงสร้างโอลิวีน ซึ่งทำมาจากลิเธียม เหล็ก ฟอสฟอรัส และแหล่งคาร์บอน โดยผ่านการผสม การอบแห้ง การเผา และการบด

ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

การแสดงออกทางโมเลกุลของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคือ LiFePO4 หลักการทำงานในกระบวนการชาร์จและปล่อยแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นดังนี้:

เมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมได้รับการชาร์จ ลิเธียมไออน Li+ จะถูกแยกออกจากวัสดุขั้วบวกลิเธียมเหล็กฟอสเฟต LiFePO4 ผ่านตัวแยกแบตเตอรี่และอิเล็กโทรไลต์ จากนั้นจึงฝังเข้าในวัสดุขั้วบวก ทำให้กระบวนการชาร์จเสร็จสมบูรณ์

ปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของวัสดุแคโทดลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

ขนาดอนุภาค

การกระจายขนาดอนุภาคของผลึก LiFePO₄ ส่งผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของอัตราของวัสดุแคโทด
ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน อนุภาคขนาดเล็กจะทำให้เส้นทางการขนส่ง Li⁺ สั้นลง ขนาดอนุภาคที่เล็กลงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพอัตราการทำงานและทำให้ชาร์จและปล่อยประจุได้เร็วขึ้น

ความจุเฉพาะ

ความจุจำเพาะของ LiFePO₄ ส่งผลอย่างมากต่อความหนาแน่นของพลังงานตามน้ำหนักของแบตเตอรี่ ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ความจุจำเพาะที่สูงขึ้นจะเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน ความจุจำเพาะที่สูงขึ้นหมายถึงความจุของแบตเตอรี่ที่มากขึ้นสำหรับมวลเท่ากัน

ความหนาแน่นอัดแน่น

ความหนาแน่นของการอัดแน่นของ LiFePO₄ ส่งผลอย่างมากต่อความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตรของแบตเตอรี่ ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ความหนาแน่นของการอัดแน่นที่สูงขึ้นจะทำให้ความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตรเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของการอัดแน่นที่สูงขึ้นหมายถึงความจุของแบตเตอรี่ที่มากขึ้นสำหรับปริมาตรเดียวกัน

พื้นที่ผิวจำเพาะ

พื้นผิวเฉพาะของ LiFePO₄ ส่งผลต่ออัตราและประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำอย่างมาก ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน พื้นผิวที่ใหญ่กว่าจะเพิ่มการสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ การนำไฟฟ้าที่ดีขึ้นช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน ช่วยให้ชาร์จและปล่อยประจุได้เร็วขึ้น

ปริมาณสิ่งเจือปน

ปริมาณสิ่งเจือปนใน LiFePO₄ ส่งผลต่อประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าและความปลอดภัยของแบตเตอรี่ สิ่งเจือปน ได้แก่ แคลเซียม โซเดียม ทองแดง โครเมียม และสังกะสี สิ่งเจือปนที่มากเกินไปจะเพิ่มการคายประจุเองและอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่สั้นลง ระดับสิ่งเจือปนที่สูงจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเสียหายของตัวคั่น ส่งผลให้ความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลดลง

ความชื้น

ความชื้นของ LiFePO₄ ส่งผลต่อประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า ความปลอดภัย และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ความชื้นส่วนเกินจะทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์จนเกิดเป็นก๊าซและกรดไฮโดรฟลูออริก ส่งผลให้แบตเตอรี่บวม เกิดการกัดกร่อน ความปลอดภัยและประสิทธิภาพลดลง

ตัวชี้วัดอื่นๆ

รูปร่างของอนุภาค ความหนาแน่นของแทป ปริมาณคาร์บอน ค่า pH และคุณสมบัติทางไฟฟ้าเคมีอื่น ๆ ของลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

วิธีการเตรียมลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

มีวิธีการต่างๆ สำหรับการเตรียม LiFePO₄ โดยจะแบ่งตามสถานะปฏิกิริยาของวัสดุเป็นวิธีการสังเคราะห์แบบเฟสแข็งและเฟสของเหลว โดยกระบวนการเตรียมลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจะแตกต่างกันไปตามวิธีการเตรียมที่แตกต่างกัน และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องก็แตกต่างกันไปเช่นกัน โรงสีเจ็ท เพราะลิเธียมเหล็กฟอสเฟตไม่สามารถแยกจากกันได้

วิธีเฟสแข็ง-วิธีลดคาร์โบเทอร์มอล

การเตรียมการก่อนการกลั่นวัตถุดิบ: สำหรับวิธีการแบบเฟสแข็ง แหล่งเหล็ก (เช่น FePO₄) แหล่งลิเธียม (เช่น Li₂CO₃) และแหล่งคาร์บอน (เช่น กลูโคส) จะถูกผสมกันอย่างทั่วถึง เครื่องบดแบบเจ็ทจะบดวัตถุดิบให้ละเอียดถึงระดับไมครอนหรือซับไมครอนโดยใช้แรงเฉือนและการชนที่เกิดจากกระแสลมความเร็วสูง วิธีนี้ช่วยปรับปรุงความละเอียดของอนุภาคและความสม่ำเสมอของการกระจายได้อย่างมาก โดยป้องกันความไม่สม่ำเสมอของปฏิกิริยาในพื้นที่หรือการแยกองค์ประกอบอันเนื่องมาจากอนุภาคหยาบ

การควบคุมขนาดอนุภาคและการจำแนกประเภท: เครื่องบดเจ็ทด้วย ลักษณนามอากาศ ให้การจำแนกขนาดอนุภาคที่แม่นยำ สามารถควบคุม D50 (ขนาดอนุภาคเฉลี่ย) และช่วงการกระจายของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนและสภาพนำไฟฟ้าในระหว่างการเผาผนึกในภายหลัง ช่วยเพิ่มความหนาแน่นของการอัดตัวของวัสดุและประสิทธิภาพอัตราการอัดตัว

วิธีเฟสของเหลว – วิธีการสังเคราะห์เฟสของเหลวระเหยเอง

การเตรียมเบื้องต้นและการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของสารตั้งต้น
การปรับปรุงวัตถุดิบแข็ง:แม้ว่าวิธีการแบบเฟสของเหลวจะเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของสารละลายเป็นหลัก แต่กระบวนการบางอย่างจำเป็นต้องมีการบดวัตถุดิบที่เป็นของแข็ง เช่น แหล่งลิเธียม (เช่น LiOH) และแหล่งเหล็ก (เช่น FePO₄·2H₂O) ล่วงหน้าเป็นอนุภาคขนาดไมครอน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงอัตราการละลายและการกระจายตัวในตัวทำละลาย เครื่องบดแบบเจ็ทจะบดวัตถุดิบให้ละเอียดถึงระดับไมครอนได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยแรงเฉือนของกระแสลมความเร็วสูง ช่วยลดการรวมตัวของอนุภาคและทำให้มั่นใจได้ว่าปฏิกิริยาในเฟสของเหลวที่ตามมาจะมีความสม่ำเสมอ

การบดย่อยและการจำแนกประเภทของอนุภาคแห้ง

ในวิธีการระเหยของเหลวด้วยตัวเอง สารตั้งต้นลิเธียมเหล็กฟอสเฟตมักจะสร้างอนุภาคเปียกผ่านการระเหยของสารละลายและการตกผลึก หลังจากการอบแห้ง อาจเกิดปัญหาต่างๆ เช่น การเกาะกลุ่มกันหรือการกระจายขนาดอนุภาคที่ไม่สม่ำเสมอ เครื่องบดแบบเจ็ทสามารถบดอนุภาคหยาบที่แห้งแล้วให้แตกออกจากกันและผลิตอนุภาคขนาดไมครอนที่กระจัดกระจายเท่ากัน

ที่ ระบบการจำแนกประเภทของเครื่องเจ็ทมิลล์ สามารถเลือกอนุภาคภายในช่วงขนาดที่เฉพาะเจาะจงได้ (เช่น D50 = 1-3 μm) ซึ่งช่วยป้องกันปัญหาต่างๆ เช่น ความหนาแน่นของการอัดแน่นที่ลดลงจากอนุภาคที่ละเอียดเกินไป หรือความต้านทานการแพร่กระจายไอออนที่เพิ่มขึ้นจากอนุภาคที่หยาบเกินไป โดยช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของวัสดุ (เช่น ความจุอัตราและอายุการใช้งานของวงจร)

บทสรุป

เครื่องบดแบบเจ็ทสำหรับลิเธียมไอออนช่วยเพิ่มคุณภาพของลิเธียมไอออนฟอสเฟตได้อย่างมาก ช่วยให้ขนาดของอนุภาคสม่ำเสมอและปรับปรุงประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า ด้วยการปรับขนาดและการกระจายตัวของอนุภาคให้เหมาะสม เครื่องบดแบบเจ็ทจะช่วยเพิ่มอัตราการทำงานและอายุการใช้งานของวงจร กระบวนการนี้มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต

ผงวิเศษ

ผงมหากาพย์r, ประสบการณ์การทำงานในอุตสาหกรรมผงละเอียดมากว่า 20 ปี ส่งเสริมการพัฒนาผงละเอียดมากในอนาคตอย่างแข็งขัน โดยเน้นที่กระบวนการบด การบด การจำแนก และการปรับเปลี่ยนผงละเอียดมาก ติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาฟรีและโซลูชันที่ปรับแต่งได้! ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราทุ่มเทเพื่อจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการคุณภาพสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับการแปรรูปผงของคุณ Epic Powder—ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรรูปผงที่คุณวางใจได้!