Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp năng lượng mới, lithium sắt phosphate pin đã trở thành sản phẩm được thị trường ưa chuộng mới với những ưu điểm như độ an toàn cao và tuổi thọ cao. Trong sản xuất, Máy nghiền phản lực đối với Lithium Iron Phosphate đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuẩn bị lithium iron phosphate. Là thiết bị nghiền siêu mịn hiệu quả, chúng nghiền vật liệu thành cấp độ micron hoặc nanomet. Điều này làm tăng diện tích bề mặt và hiệu suất điện hóa. Máy nghiền phản lực nghiền vật liệu thiêu kết để tạo ra kích thước hạt phân phối. Điều này tối ưu hóa mật độ năng lượng, tuổi thọ chu kỳ và hiệu suất sạc-xả. Quá trình này rất quan trọng để cải thiện chất lượng và độ đồng nhất của lithium iron phosphate.
Pin Lithium
Pin lithium bao gồm catốt, anot, bộ tách, chất điện phân và vỏ. Catốt là vật liệu lõi ảnh hưởng đến mật độ năng lượng, độ an toàn, tuổi thọ và ứng dụng.
Nó chiếm 30-40% chi phí vật liệu. Catốt là vật liệu lớn nhất và có giá trị nhất trong ngành công nghiệp pin.
Theo hệ thống vật liệu, vật liệu catốt bao gồm lithium coban oxit, lithium mangan oxit, lithium sắt phosphate và vật liệu ba thành phần. Lithium sắt phosphate là vật liệu catốt có cấu trúc olivin. Nó được tạo ra từ lithium, sắt, phốt pho và các nguồn cacbon thông qua quá trình trộn, sấy, thiêu kết và nghiền.
Lithium Sắt Phosphate
Biểu thức phân tử của lithium sắt phosphate là LiFePO4. Nguyên lý hoạt động của nó trong quá trình sạc và xả pin lithium như sau:
Khi pin lithium được sạc, ion lithium Li+ được tách ra khỏi vật liệu cực dương lithium sắt phosphate LiFePO4, đi qua bộ tách pin và chất điện phân, sau đó được nhúng vào vật liệu cực dương, hoàn tất quá trình sạc.
Các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của vật liệu catốt lithium sắt phosphate
Kích thước hạt
Sự phân bố kích thước hạt của tinh thể LiFePO₄ ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất tốc độ vật liệu catốt.
Trong cùng điều kiện, các hạt nhỏ hơn làm ngắn đường vận chuyển Li⁺. Kích thước hạt nhỏ hơn cải thiện hiệu suất tốc độ và cho phép sạc và xả nhanh hơn.
Công suất cụ thể
Dung lượng riêng của LiFePO₄ ảnh hưởng đáng kể đến mật độ năng lượng trọng lượng của pin. Trong cùng điều kiện, dung lượng riêng cao hơn sẽ làm tăng mật độ năng lượng. Dung lượng riêng cao hơn có nghĩa là dung lượng pin lớn hơn cho cùng một khối lượng.
Mật độ nén chặt
Mật độ nén của LiFePO₄ ảnh hưởng đáng kể đến mật độ năng lượng thể tích của pin. Trong cùng điều kiện, mật độ nén cao hơn làm tăng mật độ năng lượng thể tích. Mật độ nén cao hơn có nghĩa là dung lượng pin lớn hơn cho cùng một thể tích.
Diện tích bề mặt riêng
Diện tích bề mặt riêng của LiFePO₄ ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ và hiệu suất nhiệt độ thấp. Trong cùng điều kiện, diện tích bề mặt lớn hơn làm tăng tiếp xúc với chất điện phân. Độ dẫn điện tốt hơn cải thiện hiệu suất tốc độ, cho phép sạc và xả nhanh hơn.
Hàm lượng tạp chất
Hàm lượng tạp chất của LiFePO₄ ảnh hưởng đến hiệu suất điện hóa và độ an toàn của pin. Các tạp chất bao gồm canxi, natri, đồng, crom và kẽm. Các tạp chất quá mức làm tăng khả năng tự xả và rút ngắn tuổi thọ của pin. Mức tạp chất cao làm tăng nguy cơ hỏng bộ tách, làm giảm độ an toàn của pin.
Độ ẩm
Độ ẩm của LiFePO₄ ảnh hưởng đến hiệu suất điện hóa, độ an toàn và tuổi thọ của pin. Độ ẩm dư thừa phản ứng với chất điện phân, tạo thành khí và axit hydrofluoric. Điều này khiến pin bị phồng, ăn mòn và giảm độ an toàn và hiệu suất.
Các chỉ số khác
Hình dạng hạt, mật độ hạt, hàm lượng cacbon, độ pH và các tính chất điện hóa khác của lithium sắt phosphate.
Phương pháp điều chế lithium sắt photphat
Có nhiều phương pháp để điều chế LiFePO₄. Dựa trên trạng thái phản ứng của vật liệu, chúng được phân loại thành phương pháp tổng hợp pha rắn và pha lỏng. Theo các phương pháp điều chế khác nhau, quá trình điều chế lithium sắt phosphate khác nhau và thiết bị tương ứng cũng khác nhau. Máy nghiền phản lực đối với Lithium Sắt Phosphate là không thể tách rời.
Phương pháp pha rắn-Phương pháp khử cacbon nhiệt
Tiền xử lý tinh chế nguyên liệu thô: Đối với phương pháp pha rắn, nguồn sắt (ví dụ, FePO₄), nguồn lithium (ví dụ, Li₂CO₃) và nguồn cacbon (ví dụ, glucose) được trộn đều. Máy nghiền phản lực, thông qua lực cắt và va chạm tạo ra bởi luồng khí tốc độ cao, nghiền nguyên liệu thô thành các cấp micron hoặc dưới micron. Điều này cải thiện đáng kể độ mịn của hạt và tính đồng nhất phân tán, ngăn ngừa sự không nhất quán phản ứng cục bộ hoặc sự phân tách thành phần do các hạt thô.
Kiểm soát và phân loại kích thước hạt: Máy nghiền phản lực với máy phân loại không khí cung cấp phân loại kích thước hạt chính xác. Nó có thể kiểm soát D50 (kích thước hạt trung bình) và phạm vi phân phối của sản phẩm cuối cùng. Điều này tối ưu hóa các đường khuếch tán ion lithium và độ dẫn điện tử trong quá trình thiêu kết tiếp theo, tăng cường mật độ nén vật liệu và hiệu suất tốc độ.
Phương pháp pha lỏng – phương pháp tổng hợp pha lỏng tự bốc hơi
Tiền xử lý và đồng nhất hóa các chất tiền thân
Tinh chế nguyên liệu thô rắn: Mặc dù phương pháp pha lỏng chủ yếu liên quan đến phản ứng dung dịch, một số quy trình đòi hỏi phải nghiền trước các nguyên liệu thô rắn như nguồn lithium (ví dụ: LiOH) và nguồn sắt (ví dụ: FePO₄·2H₂O) thành các hạt có kích thước micron. Điều này cải thiện tốc độ hòa tan và độ phân tán của chúng trong dung môi. Máy nghiền phản lực, thông qua lực cắt luồng khí tốc độ cao, nghiền hiệu quả các nguyên liệu thô thành các mức dưới micron, giảm sự kết tụ của các hạt và đảm bảo tính đồng nhất trong các phản ứng pha lỏng tiếp theo.
Nghiền thứ cấp và phân loại các hạt khô
Trong phương pháp pha lỏng tự bốc hơi, tiền chất lithium sắt phosphate thường tạo thành các hạt ướt thông qua quá trình bốc hơi dung dịch và kết tinh. Sau khi sấy khô, các vấn đề như kết tụ hoặc phân bố kích thước hạt không đồng đều có thể xảy ra. Máy nghiền phản lực có thể thực hiện nghiền thứ cấp trên các hạt thô đã sấy khô, phá vỡ các kết tụ và tạo ra các hạt có kích thước micron, phân tán đơn.
Các hệ thống phân loại máy nghiền phản lực có thể chọn các hạt trong phạm vi kích thước cụ thể (ví dụ: D50 = 1-3 μm). Điều này ngăn ngừa các vấn đề như mật độ nén giảm từ các hạt quá mịn hoặc tăng điện trở khuếch tán ion từ các hạt quá thô, tối ưu hóa hiệu suất điện hóa của vật liệu (ví dụ: công suất tốc độ và tuổi thọ chu kỳ).
Phần kết luận
Máy nghiền phản lực cho Lithium Iron cải thiện đáng kể chất lượng của lithium iron phosphate. Nó đảm bảo kích thước hạt đồng đều và cải thiện hiệu suất điện hóa. Bằng cách tối ưu hóa kích thước hạt và độ phân tán, máy nghiền phản lực tăng cường khả năng tốc độ và tuổi thọ chu kỳ. Quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy công nghệ pin lithium iron phosphate.
bột sử thi
Bột Epicr, hơn 20 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành bột siêu mịn. Tích cực thúc đẩy sự phát triển trong tương lai của bột siêu mịn, tập trung vào quá trình nghiền, xay, phân loại và sửa đổi bột siêu mịn. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và các giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn. Epic Powder—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!