中國粉體網(wǎng)訊 三元前驅(qū)體作為三元材料制備的原料,很大程度上決定了三元材料的性能。前驅(qū)體的結(jié)晶程度,、球形度、顆粒大小以及分布,、振實密度等指標(biāo)的差異,,都會嚴(yán)重影響三元正極材料的電化學(xué)性能。
目前國內(nèi)外主流的鎳鈷錳三元材料前驅(qū)體生產(chǎn)采用的是氫氧化物共沉淀工藝,,即將鎳,、鈷、錳混合溶液,,沉淀劑,,絡(luò)合劑等并流加入反應(yīng)釜中,在一定條件下即可合成三元前驅(qū)體(鎳鈷錳氫氧化物),,所得產(chǎn)物經(jīng)洗滌,、烘干、篩分、除磁,、包裝等工序便可得到合格的產(chǎn)品,。每一道工序都可能對三元前驅(qū)體的最終成品產(chǎn)生一定的影響,比如干燥方式,。干燥方式對三元前驅(qū)體的形貌,、振實密度、比表面積和粒徑分布等有一定的影響,。
三元前驅(qū)體材料干燥要求
三元前驅(qū)體材料干燥要求:物料松散,,但流動性不差;能源消耗低,,物料受熱均勻,,操作環(huán)境好,一次性達(dá)到指標(biāo)要求,;產(chǎn)品對鐵離子含量要求較苛刻(一般要求低于30ppb),。
主流三元前驅(qū)體干燥設(shè)備
在三元材料前驅(qū)體生產(chǎn)中,干燥這一工序決定了前驅(qū)體成品的水分含量,,并且對晶體結(jié)構(gòu)有一定的影響,,是一個重要工序,干燥設(shè)備能否正確選擇直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量,、操作環(huán)境和生產(chǎn)成本,。目前常用的前驅(qū)體干燥設(shè)備有熱風(fēng)循環(huán)烘箱、盤式干燥機(jī),、閃蒸干燥機(jī),、回轉(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)等。
熱風(fēng)循環(huán)烘箱
熱風(fēng)循環(huán)烘箱是一種較傳統(tǒng)的干燥設(shè)備,。該烘箱通過風(fēng)機(jī)產(chǎn)生循環(huán)流動的熱風(fēng),,吹到濕物料的表面實現(xiàn)加熱,以此達(dá)到干燥目的,。
有研究表明熱風(fēng)循環(huán)烘箱干燥處理的產(chǎn)品在球形度,、表面規(guī)整度、產(chǎn)品一致性和細(xì)粉量等產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)在一定程度上優(yōu)于盤式干燥器和回轉(zhuǎn)窯干燥器處理的產(chǎn)品,�,?紤]到烘箱雖然適用性廣,但干燥時間長,,熱效率低于其他兩種干燥方式,,且自動化程度低,,適用于中小批量生產(chǎn),。
盤式干燥機(jī)
其原理是將熱源通入各層中空的干燥盤內(nèi),以熱傳導(dǎo)的方式加熱干燥盤上的濕物料,干燥盤靜止不動,,在轉(zhuǎn)動耙葉的作用下,,濕物料不斷移動翻滾干燥,水蒸汽隨設(shè)備風(fēng)機(jī)排出,,合格的干燥成品從設(shè)備底部連續(xù)排出,。
盤式干燥機(jī)調(diào)控容易、適用性強(qiáng),、熱效率較高且產(chǎn)品質(zhì)量也較穩(wěn)定,,可使用大批量、連續(xù)化生產(chǎn),。
閃蒸干燥機(jī)
閃蒸干燥機(jī)是一種底部帶有旋轉(zhuǎn)粉碎裝置的豎式流化床干燥設(shè)備,,能同時完成物料的粉碎、干燥,、分級等操作,,主要用于膏糊狀、濾餅狀,、泥漿狀物料的干燥,。
閃蒸干燥機(jī)物料干燥過程分散性好,不易團(tuán)聚,,適用于粒度小,、水分含量高的前驅(qū)體濾餅的干燥。
回轉(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)
回轉(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體,,濕物料從干燥機(jī)高端投入后,,在內(nèi)筒均布的抄板器翻動下,物料在干燥器內(nèi)均勻分布與分散,,并與熱空氣和內(nèi)壁充分接觸,,實現(xiàn)干燥,物料在帶有傾斜度的抄板和重力作用下,,運(yùn)動至干燥機(jī)低端排出成品,。
回轉(zhuǎn)窯干燥器自動化程度高、熱交換面大,,可大批量生產(chǎn),,但對進(jìn)樣水分和頻率有一定要求,需要綜合考慮前端過濾洗滌設(shè)備的配置,。
4種干燥設(shè)備優(yōu)缺點比較
實際生產(chǎn)中需要根據(jù)環(huán)境,、能耗、成本,、產(chǎn)品要求等條件選擇合適的三元前驅(qū)體干燥設(shè)備,。
參考來源:
宋順林.三元材料及其前驅(qū)體產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵設(shè)備的應(yīng)用
林健.干燥方式對Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2三元正極材料前驅(qū)體的影響
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉)
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