“眼看他起高樓,眼看他宴賓客,眼看他樓塌了…”
在編寫本文開頭時(shí),,小編原本想回顧下這幾年來鋰電行業(yè)的發(fā)展,可一下子冒出《桃花扇》中的這幾句臺(tái)詞來,,也別怪小編過于矯情,相信看過鋰電的繁華和無奈,,圈里的人都會(huì)萌生些許唏噓來,,原因也只有懂的人才會(huì)懂,。
技術(shù)始終站在至高無上的高度,
不掌握核心科技,,
春天只會(huì)是遙遙無期,。
不過令人欣喜的是,沉寂快兩年的鋰電池板塊近期似乎又開始活躍了,,小編采集到來自高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),,2019年我國(guó)新能源乘用車?yán)塾?jì)生產(chǎn)約102.4萬輛,同比增長(zhǎng)2%(也有數(shù)據(jù)顯示增長(zhǎng)達(dá)8%),,動(dòng)力電池裝機(jī)量約42.24GWh,,同比增長(zhǎng)28%。
而在鋰電池及其下游行業(yè)快速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下,,2019年磷酸鐵鋰電池正極材料增長(zhǎng)較為迅猛,,占新能源整車制造成本大約30~40%。
今天和各位聊的就是在動(dòng)力電池中倍受爭(zhēng)議的一大派系——磷酸鐵鋰,。
磷酸鐵鋰是動(dòng)力電池中廣受關(guān)注的正極材料之一,,其主要特點(diǎn)是成本低廉,循環(huán)壽命高,,安全性非常好,,穩(wěn)定性高,即便碰撞,、穿刺也不會(huì)有自燃爆炸風(fēng)險(xiǎn),,在電動(dòng)汽車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。之所以倍受爭(zhēng)議,,是相對(duì)動(dòng)力電池中的一大派系三元材料而言,。
三元材料自從出道以來就鋒芒畢露,其電壓平臺(tái)很高,,相同的體積或是重量下,,三元鋰電池的能量,、功率顯的更大,,只是在安全方面就不如磷酸鐵鋰了。
只是小編在一些媒體平臺(tái)上,,經(jīng)常會(huì)看到有人非要將磷酸鐵鋰和三元材料分個(gè)高低不行,,其實(shí)小編覺得這事挺簡(jiǎn)單的,就像女孩子找男朋友一樣,,想要速度和激情就找三元材料,,而嫁人就嫁像磷酸鐵鋰這樣成熟穩(wěn)重又多金安全的男人,所以,,不同的材料各有各的用途,,沒必要相互傷害,。
? 磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)及其特性
(高中以下學(xué)歷可直按略過此段落)
準(zhǔn)確來說,磷酸鐵鋰應(yīng)該叫磷酸亞鐵鋰,,業(yè)界習(xí)慣性稱為:磷酸鐵鋰,,是一種無機(jī)化合物,其晶體結(jié)構(gòu)為橄欖石結(jié)構(gòu),,如圖下圖所示:
其中,,FeO6八面體,PO4四面體,。在充放電過程中,,Li+ 的可逆嵌脫,對(duì)應(yīng)于Fe3+ /Fe2+的互相轉(zhuǎn)換,,電壓平臺(tái)在3.45 V(vs.Li+/Li),,且平臺(tái)較長(zhǎng)。
由于P-O鍵鍵能非常大,,所以PO4四面體很穩(wěn)定,,在充放電過程中起到結(jié)構(gòu)支撐作用,因此LiFePO4有很好的抗高溫和抗過充電性能,,同時(shí)由于LiFePO4和完全脫鋰狀態(tài)下的FePO4的結(jié)構(gòu)很相近,,所以LiFePO4的循環(huán)性能也很好。
Li+完全脫出時(shí),,體積減小6.81%,,而密度增加了2.59%;經(jīng)過多次充放電后,,橄欖石結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定,,鐵原子仍處于八面體位置。
但是,,LiFePO4 的導(dǎo)電性并不是很好,。
磷酸鐵鋰充放電過程是在LiFePO4與FePO4兩相之間進(jìn)行的。
充電時(shí),,
Li+從LiFePO4中脫離出來,,
Fe2+變成Fe3+,形成FePO4相,;
放電時(shí),,
Li+嵌入FePO4中,
Fe3+變成Fe2+,,形成LiFePO4相,。
磷酸鐵鋰改性的主要方向包括:納米化、包覆和摻雜。
由于磷酸鐵鋰材料鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)小,,非納米LiFePO4的粒子大,,限制了其大電流性能,因此必須進(jìn)行納米化,。
? 納米化后磷酸鐵鋰性能優(yōu)勢(shì)
? 因納米粒子的小尺寸效應(yīng),,減小了鋰離子嵌入脫出深度和行程,保證大電流放電時(shí)容量不衰減,。
? 納米粒子高得比表面積,,增大了反應(yīng)界面。
? 納米粒子更多的晶粒邊界,,提供了快速的離子擴(kuò)散通道,。
? 大的比表面積和孔隙的形成能夠提供更多的擴(kuò)散通道,保證電解液的充分浸泡和足夠的鋰離子,。
? 聚集的納米粒子的間隙,,緩解鋰離子在嵌入和脫出時(shí)的應(yīng)力,提高循環(huán)壽命,。
? 隨LiFePO4顆粒的減小LiFePO4/FePO4兩相的不相混溶區(qū)也會(huì)變小,,放電容量增大。
當(dāng)然了,,小編承認(rèn),,鋪墊了這么多,終究還是只有一個(gè)目的,,就是將瑯菱沉淀了近20年的超細(xì)分散,、納米研磨技術(shù)更廣泛推廣出去。
? NT-V系列臥式高效棒銷式砂磨機(jī)
該系列設(shè)備用于亞微米級(jí),、納米級(jí)材料分散與研磨,。根據(jù)客戶要求可將物料研磨至D50<100。
砂磨機(jī)為棒銷式結(jié)構(gòu),,可實(shí)現(xiàn)物料濕法研磨功能,,具有性能穩(wěn)定、高效率,、低能耗,、低噪音、微顆徑可到100納米以下具有顆粒穩(wěn)定,、粒徑分布窄等優(yōu)點(diǎn),。
? 研磨筒體采用雙層夾套結(jié)構(gòu),,外層膽體是冰水循環(huán),,外筒體采用SUS304材質(zhì),內(nèi)筒體為碳化硅材質(zhì),,碳化硅莫氏硬度達(dá)到9.1,,略低于金鋼石,,導(dǎo)熱性好,是不銹鋼的6倍,,可快速帶走研磨腔內(nèi)的熱量,;棒銷采用氧化鋯材質(zhì),耐磨性好,、并確能保無金屬污染,。
? 獨(dú)特瑯菱技術(shù)機(jī)械密封,3年免維護(hù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn), 每年到國(guó)外進(jìn)行技術(shù)交流,,核心部件不惜成本,,使用穩(wěn)定,故障率低,,降低了故障停機(jī)率,,減少了機(jī)器維護(hù)成本。
? 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)采用鑄造軸承座,、進(jìn)口軸承,、耐磨油封、不銹鋼傳動(dòng)軸,、皮帶輪,、V型皮帶,采用進(jìn)口軸承,,設(shè)備設(shè)有加潤(rùn)滑油口,,可有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,從而達(dá)到連續(xù)傳動(dòng)的目的,。
? 砂磨機(jī)配有獨(dú)立的加鋯球裝置,,便于添加鋯球,方便維護(hù),。
? 獨(dú)特的出料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,篩網(wǎng)不變形,輕松更換篩網(wǎng),。
? 其他品牌的對(duì)比優(yōu)勢(shì)
棒銷結(jié)構(gòu)
其它品牌 | 瑯菱智能品牌 |
研磨鋯珠的運(yùn)動(dòng)軌跡單一,,會(huì)造成剪切力不均勻,降低研磨效率,。 | 研磨鋯珠的運(yùn)動(dòng)軌跡面積更大,,運(yùn)動(dòng)的研磨鋯珠分布更均勻,產(chǎn)出的剪切力對(duì)物料的研磨更充分,,大大提高研磨效率,。 |
研磨鋯珠單一的著力點(diǎn)加快了對(duì)內(nèi)桶的磨耗,大大縮短了內(nèi)桶的使用壽命。 | 研磨鋯珠運(yùn)動(dòng)軌跡面積增大對(duì)研磨內(nèi)桶的沖擊面積也相應(yīng)的擴(kuò)大,,減少了對(duì)研磨內(nèi)桶的磨耗,,延長(zhǎng)內(nèi)桶的使用壽命。 |
優(yōu)質(zhì)選材
其它品牌 | 瑯菱智能品牌 |
傳統(tǒng)配置的弊端是當(dāng)碳化硅內(nèi)桶出現(xiàn)破損時(shí),,冷卻水會(huì)直接與物料相結(jié)合,,污染物料,嚴(yán)重的會(huì)造成物料直接報(bào)廢,。 | 通過特殊加工工藝對(duì)碳化硅內(nèi)桶進(jìn)行更嚴(yán)密的保護(hù),,大大降低了碳化硅內(nèi)桶破損的風(fēng)險(xiǎn),規(guī)避了物料損失,;保護(hù)鋁桶的導(dǎo)熱性能是不銹鋼的13倍,,這樣可以更快的將研磨腔體內(nèi)的熱量帶走,使整機(jī)和物料的散熱性能更佳,。 |
出料方式
其它品牌 | 瑯菱智能品牌 |
由于磷酸鐵鋰物料的特性,,會(huì)造成堵料的情況比較嚴(yán)重。 | 動(dòng)態(tài)分離出料,,在分離器內(nèi)利用馬赫式振波器高頻振波來分散物料,,大大降低物料堵塞的機(jī)率。 |
溫度控制
其它品牌 | 瑯菱智能品牌 |
桶體夾層散熱+出料冷卻+機(jī)封冷卻+軸心冷卻 | 在傳統(tǒng)的散熱系統(tǒng)里面增加恒溫設(shè)置,,更好的確保物料屬性的穩(wěn)定性和起到保護(hù)機(jī)器的作用,。 |
最后,除了瑯菱的單機(jī)智能之外,,其磷酸鐵鋰正極材料配料預(yù)混研磨系統(tǒng)生產(chǎn)線,,包括自動(dòng)投料、自動(dòng)砂磨系統(tǒng),,包括自動(dòng)粉體投料,、自動(dòng)配料、自動(dòng)分散,、自動(dòng)研磨,、自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、成品暫存,、除鐵過濾等工序的智能化系統(tǒng),,也廣泛應(yīng)用與各大企業(yè)之中。
磷酸鐵鋰的整線智能化系統(tǒng),,使人工和自動(dòng)化設(shè)備的相互配合,,使生產(chǎn)設(shè)備相互之間完成周轉(zhuǎn)作業(yè),達(dá)到生產(chǎn)線連續(xù)性化生產(chǎn)的功能,。
另外,,小編在此提醒各位同學(xué),,對(duì)于磷酸鐵鋰正極材料而言,只是單純關(guān)注某一指標(biāo)意義不大,,只有從物理和化學(xué)性能兩方面結(jié)合起來看才有意義,。
(報(bào)告二)
(報(bào)告三)