Nueva tecnología de preparación de material de batería de energía: molienda/secado/esferoidización
En las baterías de nueva energía, muchos materiales son sustancias en polvo típicas, incluido el fosfato de hierro y litio (LiFePO4), cobaltato de litio (LiCoO2), niquelato de litio (LiNiO2), manganato de litio (LiMn2O4) en baterías de iones de litio; titanato de sodio (NaTi2(PO4)3), azufre de sodio (Na2S), óxido de sodio (Na2O), materiales de azul de Prusia en baterías de iones; polvo de azufre, grafito (utilizado como portador de azufre) en baterías de litio-azufre; baterías de estado sólido Electrolitos sólidos, materiales activos positivos y negativos, etc.
En el proceso de estos materiales de batería, el proceso de molienda/secado/esferoidización es fundamental, las razones principales son:
① «Moler» puede hacer que las partículas de materiales en polvo sean más pequeñas y aumentar el área de la superficie, lo que aumenta la interfaz de reacción de la batería, aumenta el área de contacto entre el material y el electrolito y acelera la velocidad de transmisión de iones y electrones;
② El «secado» puede eliminar la humedad o el solvente orgánico introducido por la reacción que involucra la fase líquida y la fase sólida en el proceso de fabricación de la batería, para garantizar la estabilidad y el rendimiento del material.
③ La «esferoidización» de grafito puede mejorar la estructura y el rendimiento de las partículas de grafito, para que tengan una mejor conductividad eléctrica y resistencia mecánica.
A través de las medidas anteriores, el rendimiento de la batería se puede mejorar significativamente, incluida la mejora de la uniformidad y consistencia del material de la batería, asegurando que el material de la batería se distribuya uniformemente y mejorando la densidad de energía de la batería, la tasa de carga y el ciclo de vida. Además, también se puede evitar el problema del fallo de la batería provocado por una reacción local desigual de la batería.
Aunque la pulverización, el secado y la esferoidización ya son procesos bastante maduros, todavía existen varios problemas existentes y nuevos requisitos que seguir en el proceso de fabricación del material de la batería. Por ejemplo, en cuanto al control del tamaño de las partículas, es necesario asegurar lo máximo posible durante el proceso de pulverización. El tamaño de partícula del polvo es uniforme: las partículas demasiado grandes pueden dar lugar a una reacción incompleta, las partículas demasiado pequeñas pueden aumentar la energía superficial y causar problemas de acumulación y aglomeración del polvo. Por lo tanto, el control preciso del tamaño de las partículas trituradas es en realidad un desafío de larga data.
En resumen, para mejorar el rendimiento general de la batería y resolver las dificultades y dificultades en el proceso de trituración, secado, esferoidización, etc., los investigadores e ingenieros continúan realizando mejoras e innovaciones tecnológicas.