Stuth catòid
Ann a bhith ag ullachadh stuthan electrode neo-organach airson bataraidhean lithium-ion, is e ath-bhualadh staid chruaidh aig teòthachd àrd as cumanta. Ath-bhualadh ìre chruaidh aig teòthachd àrd: a’ toirt iomradh air a’ phròiseas far am bi na reactants a’ gabhail a-steach stuthan ìre chruaidh ag ath-bhualadh airson ùine aig teòthachd sònraichte agus a’ gineadh ath-bheachdan ceimigeach tro sgaoileadh dha chèile eadar diofar eileamaidean gus na todhar as seasmhaiche a thoirt gu buil aig teòthachd sònraichte, a’ gabhail a-steach ath-bhualadh cruaidh-chruaidh, ath-bhualadh cruaidh-gas agus ath-bhualadh cruaidh-leaghan.
Fiù 's ma thèid modh sol-gel, modh co-dhèanamh, modh uisgeachaidh agus modh solvothermal a chleachdadh, mar as trice bidh feum air ath-bhualadh ìre chruaidh no sintering ìre chruaidh aig teòthachd àrd. Tha seo air sgàth gu bheil prionnsapal obrach bataraidh lithium-ion ag iarraidh gum faod an stuth electrode aige li+ a chuir a-steach agus a thoirt air falbh a-rithist is a-rithist, agus mar sin feumaidh seasmhachd gu leòr a bhith aig an structar lattice aige, a dh'fheumas gum bi criostalachd stuthan gnìomhach àrd agus gum bi an structar criostail cunbhalach. Tha seo duilich a choileanadh fo chumhachan teòthachd ìosal, agus mar sin tha na stuthan electrode de bhataraidhean lithium-ion a thathas a’ cleachdadh an-dràsta air an toirt gu ìre mhòr tro ath-bhualadh staid chruaidh aig teòthachd àrd.
Tha loidhne cinneasachaidh giollachd stuthan catod sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach siostam measgachadh, siostam shintearachd, siostam pronnadh, siostam nighe uisge (nicil àrd a-mhàin), siostam pacaidh, siostam giùlain pùdar agus siostam smachd snasail.
Nuair a thèid am pròiseas measgachadh fliuch a chleachdadh ann an cinneasachadh stuthan catod airson bataraidhean lithium-ion, bidh duilgheadasan tiormachaidh gu tric a’ tighinn tarsainn. Bidh diofar fhuasglaidhean a thathas a’ cleachdadh sa phròiseas measgachadh fliuch ag adhbhrachadh diofar phròiseasan agus uidheamachd tiormachaidh. An-dràsta, tha dà sheòrsa fhuasglaidhean sa mhòr-chuid air an cleachdadh sa phròiseas measgachadh fliuch: fuasglaidhean neo-uisgeach, is iad sin fuasglaidhean organach leithid ethanol, acetone, msaa; Fuasglaiche uisge. Tha an uidheamachd tiormachaidh airson measgachadh fliuch stuthan catod bataraidh lithium-ion a’ toirt a-steach sa mhòr-chuid: tiormaiche rothlach falamh, tiormaiche ràcan falamh, tiormaiche spraeraidh, tiormaiche crios falamh.
Mar as trice bidh cinneasachadh gnìomhachais stuthan catod airson bataraidhean lithium-ion a’ cleachdadh pròiseas co-chur sintering staid chruaidh aig teòthachd àrd, agus is e àmhainn sintering a phrìomh uidheamachd. Tha na stuthan amh airson cinneasachadh stuthan catod bataraidh lithium-ion air am measgachadh agus air an tiormachadh gu cothromach, an uairsin air an luchdachadh a-steach don àmhainn airson sintering, agus an uairsin air an luchdachadh a-mach às an àmhainn a-steach don phròiseas pronnadh agus seòrsachaidh. Airson cinneasachadh stuthan catod, tha na comharran teicnigeach agus eaconamach leithid teòthachd smachd teothachd, cunbhalachd teothachd, smachd agus cunbhalachd àile, leantainneachd, comas cinneasachaidh, caitheamh lùtha agus ìre fèin-ghluasaid na h-àmhainn glè chudromach. An-dràsta, is e na prìomh uidheamachd sintering a thathas a’ cleachdadh ann an cinneasachadh stuthan catod àmhainn pusher, àmhainn rolair agus àmhainn clag jar.
◼ 'S e àmhainn rolair àmhainn tunail meadhanach mòr le teasachadh agus sintering leantainneach.
◼ A rèir àile an àmhainn, mar an àmhainn-putaidh, tha an àmhainn rolair cuideachd air a roinn ann an àmhainn adhair agus àmhainn àile.
- Àmhainn adhair: air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson stuthan a shàthadh a dh’ fheumas àile ocsaideachaidh, leithid stuthan lithium manganate, stuthan lithium cobalt oxide, stuthan trì-fhillte, msaa.
- Àmhainn àile: air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson stuthan trì-fhillte NCA, stuthan fosfáit iarainn lithium (LFP), stuthan anod grafait agus stuthan sintering eile a dh’ fheumas dìon gas àile (leithid N2 no O2).
◼ Bidh an àmhainn rolair a’ gabhail ri pròiseas frith-roiligeadh, agus mar sin cha bhith buaidh aig feachd an gluasaid air fad na h-àmhainn. Ann an teòiridh, faodaidh e a bhith gun chrìoch. Tha feartan structar cuas na h-àmhainn, cunbhalachd nas fheàrr nuair a thathar a’ losgadh thoraidhean, agus structar cuas mòr na h-àmhainn nas freagarraiche do ghluasad sruth-adhair san àmhainn agus drèanadh is sgaoileadh rubair thoraidhean. ’S e an uidheamachd as fheàrr a th’ ann an àite àmhainn-putaidh gus cinneasachadh mòr-sgèile a thoirt gu buil.
◼ An-dràsta, tha ocsaid cobalt lithium, trì-phàirteach, manganate lithium agus stuthan catod eile de bataraidhean lithium-ion air an sintearachd ann an àmhainn rolair adhair, agus tha fosfáit iarainn lithium air a sintearachd ann an àmhainn rolair air a dhìon le naitridean, agus tha NCA air a sintearachd ann an àmhainn rolair air a dhìon le ocsaidean.
Stuth Electrode àicheil
Tha na prìomh cheumannan ann am pròiseas bunaiteach grafait fuadain a’ toirt a-steach ro-làimhseachadh, pirolysis, bleith ball, grafaitachadh (is e sin, làimhseachadh teas, gus am bi na dadaman gualain a tha air an cur ann an òrdugh snog, agus na prìomh cheanglaichean teicnigeach), measgachadh, còmhdach, measgachadh sgrìonadh, cuideam, pacadh agus stòradh. Tha a h-uile gnìomhachd grinn agus iom-fhillte.
◼ Tha gràinneadh air a roinn ann am pròiseas pirolysis agus pròiseas sgrìonaidh muilneachaidh ball.
Anns a’ phròiseas pirolysis, cuir stuth eadar-mheadhanach 1 a-steach don reactar, cuir N2 an àite an èadhair anns an reactar, seulaich an reactar, teas e gu dealain a rèir lùb na teòthachd, measgaich e aig 200 ~ 300 ℃ airson 1 ~ 3 uairean, agus an uairsin lean air adhart ga theasachadh gu 400 ~ 500 ℃, measgaich e gus stuth fhaighinn le meud gràin de 10 ~ 20mm, lughdaich an teòthachd agus leig às e gus stuth eadar-mheadhanach 2 fhaighinn. Tha dà sheòrsa uidheamachd ann a thathas a’ cleachdadh anns a’ phròiseas pirolysis, reactar dìreach agus uidheamachd gràinneachaidh leantainneach, agus tha an aon phrionnsapal aig an dà chuid. Bidh iad le chèile a’ measgachadh no a’ gluasad fo lùb teòthachd sònraichte gus co-dhèanamh an stuth agus feartan fiosaigeach is ceimigeach an reactar atharrachadh. Is e an diofar gu bheil an coire dìreach na dhòigh measgachadh de choire teth agus coire fuar. Tha na pàirtean stuthan anns a’ choire air an atharrachadh le bhith gan measgachadh a rèir lùb na teòthachd anns a’ choire teth. Às deidh a chrìochnachadh, thèid a chuir anns a’ choire fuarachaidh airson fuarachadh, agus faodar am coire teth a bhiadhadh. Bidh uidheamachd gràinneachaidh leantainneach a’ coileanadh obrachadh leantainneach, le caitheamh lùtha ìosal agus toradh àrd.
◼ Tha carbonachadh agus grafaitachadh nam pàirt riatanach. Bidh an àmhainn charbonachaidh a’ carbonachadh nan stuthan aig teòthachd meadhanach is ìosal. Faodaidh teòthachd an àmhainn charbonachaidh ruighinn 1600 ceum Celsius, a choinnicheas ri feumalachdan a’ charbonachaidh. Nì an rianadair teòthachd tuigseach àrd-chruinneas agus an siostam sgrùdaidh PLC fèin-ghluasadach cinnteach gu bheil an dàta a thèid a chruthachadh sa phròiseas charbonachaidh fo smachd ceart.
Bidh àmhainn grafaitidh, a’ gabhail a-steach teòthachd àrd chòmhnard, sgaoileadh ìosal, inghearach, msaa., a’ cur grafait ann an sòn teth grafait (àrainneachd anns a bheil carbon) airson sintering agus leaghadh, agus faodaidh an teòthachd rè na h-ùine seo ruighinn 3200 ℃.
◼ Còmhdach
Tha an stuth eadar-mheadhanach 4 air a ghiùlan chun an t-silo tron t-siostam giùlain fèin-ghluasadach, agus tha an stuth air a lìonadh gu fèin-ghluasadach a-steach don bhogsa promethium leis an inneal-làimhseachaidh. Bidh an siostam giùlain fèin-ghluasadach a’ giùlan a’ bhogsa promethium chun an reactar leantainneach (àmhainn rolair) airson còmhdach, Faigh an stuth eadar-mheadhanach 5 (fo dhìon naitridean, tha an stuth air a theasachadh gu 1150 ℃ a rèir lùb àrdachadh teòthachd sònraichte airson 8 ~ 10 uairean. Is e am pròiseas teasachaidh an uidheamachd a theasachadh tro dhealan, agus tha an dòigh teasachaidh neo-dhìreach. Bidh an teasachadh ag atharrachadh an asfalt àrd-inbhe air uachdar mìrean grafait gu còmhdach gualain pyrolytic. Rè a’ phròiseas teasachaidh, bidh na roisinn anns an asfalt àrd-inbhe a’ dùmhlachadh, agus tha morf-eòlas a’ chriostail air atharrachadh (tha staid neo-chruthach air a cruth-atharrachadh gu staid criostalach), Tha sreath gualain microcrystalline òrdaichte air a chruthachadh air uachdar mìrean grafait cruinn nàdarra, agus mu dheireadh gheibhear stuth còmhdaichte coltach ri grafait le structar "cridhe-shlige".