સકારાત્મક અને નકારાત્મક સામગ્રીનું ઉત્પાદન

લિથિયમ આયન બેટરી માટે અકાર્બનિક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની તૈયારીમાં, ઉચ્ચ તાપમાન ઘન સ્થિતિ પ્રતિક્રિયા સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઉચ્ચ તાપમાન ઘન-તબક્કા પ્રતિક્રિયા: તે પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે જેમાં ઘન-તબક્કા પદાર્થો સહિત પ્રતિક્રિયા આપનારાઓ ચોક્કસ તાપમાને સમય માટે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને વિવિધ તત્વો વચ્ચે પરસ્પર પ્રસાર દ્વારા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ ઉત્પન્ન કરે છે જેથી ચોક્કસ તાપમાને સૌથી સ્થિર સંયોજનો ઉત્પન્ન થાય, જેમાં ઘન-ઘન પ્રતિક્રિયા, ઘન-વાયુ પ્રતિક્રિયા અને ઘન-પ્રવાહી પ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે.

જો સોલ-જેલ પદ્ધતિ, કોપ્રિસિપિટેશન પદ્ધતિ, હાઇડ્રોથર્મલ પદ્ધતિ અને સોલ્વોથર્મલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો પણ, સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ તાપમાને ઘન-તબક્કો પ્રતિક્રિયા અથવા ઘન-તબક્કો સિન્ટરિંગ જરૂરી છે. આનું કારણ એ છે કે લિથિયમ-આયન બેટરીના કાર્યકારી સિદ્ધાંત માટે જરૂરી છે કે તેની ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી વારંવાર li+ દાખલ કરી શકે અને દૂર કરી શકે, તેથી તેની જાળીની રચનામાં પૂરતી સ્થિરતા હોવી જોઈએ, જેના માટે જરૂરી છે કે સક્રિય સામગ્રીની સ્ફટિકીયતા ઊંચી હોવી જોઈએ અને સ્ફટિક માળખું નિયમિત હોવું જોઈએ. નીચા તાપમાનની સ્થિતિમાં આ પ્રાપ્ત કરવું મુશ્કેલ છે, તેથી હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતી લિથિયમ-આયન બેટરીની ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી મૂળભૂત રીતે ઉચ્ચ-તાપમાન ઘન-સ્થિતિ પ્રતિક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

કેથોડ મટિરિયલ પ્રોસેસિંગ પ્રોડક્શન લાઇનમાં મુખ્યત્વે મિક્સિંગ સિસ્ટમ, સિન્ટરિંગ સિસ્ટમ, ક્રશિંગ સિસ્ટમ, વોટર વોશિંગ સિસ્ટમ (ફક્ત ઉચ્ચ નિકલ), પેકેજિંગ સિસ્ટમ, પાવડર કન્વેઇંગ સિસ્ટમ અને ઇન્ટેલિજન્ટ કંટ્રોલ સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે.

જ્યારે લિથિયમ-આયન બેટરી માટે કેથોડ સામગ્રીના ઉત્પાદનમાં ભીના મિશ્રણ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સૂકવણીની સમસ્યાઓનો વારંવાર સામનો કરવો પડે છે. ભીના મિશ્રણ પ્રક્રિયામાં ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ દ્રાવકો વિવિધ સૂકવણી પ્રક્રિયાઓ અને સાધનો તરફ દોરી જશે. હાલમાં, ભીના મિશ્રણ પ્રક્રિયામાં મુખ્યત્વે બે પ્રકારના દ્રાવકોનો ઉપયોગ થાય છે: બિન-જલીય દ્રાવકો, એટલે કે ઇથેનોલ, એસીટોન, વગેરે જેવા કાર્બનિક દ્રાવકો; પાણી દ્રાવક. લિથિયમ-આયન બેટરી કેથોડ સામગ્રીના ભીના મિશ્રણ માટેના સૂકવણી સાધનોમાં મુખ્યત્વે શામેલ છે: વેક્યુમ રોટરી ડ્રાયર, વેક્યુમ રેક ડ્રાયર, સ્પ્રે ડ્રાયર, વેક્યુમ બેલ્ટ ડ્રાયર.

લિથિયમ-આયન બેટરી માટે કેથોડ સામગ્રીનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ-તાપમાન સોલિડ-સ્ટેટ સિન્ટરિંગ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા અપનાવે છે, અને તેનું મુખ્ય અને મુખ્ય સાધન સિન્ટરિંગ ભઠ્ઠા છે. લિથિયમ-આયન બેટરી કેથોડ સામગ્રીના ઉત્પાદન માટેનો કાચો માલ એકસરખી રીતે મિશ્રિત અને સૂકવવામાં આવે છે, પછી સિન્ટરિંગ માટે ભઠ્ઠામાં લોડ કરવામાં આવે છે, અને પછી ભઠ્ઠામાંથી ક્રશિંગ અને વર્ગીકરણ પ્રક્રિયામાં ઉતારવામાં આવે છે. કેથોડ સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે, તાપમાન નિયંત્રણ તાપમાન, તાપમાન એકરૂપતા, વાતાવરણ નિયંત્રણ અને એકરૂપતા, સાતત્ય, ઉત્પાદન ક્ષમતા, ઉર્જા વપરાશ અને ભઠ્ઠાના ઓટોમેશન ડિગ્રી જેવા તકનીકી અને આર્થિક સૂચકાંકો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. હાલમાં, કેથોડ સામગ્રીના ઉત્પાદનમાં વપરાતા મુખ્ય સિન્ટરિંગ સાધનો પુશર ભઠ્ઠા, રોલર ભઠ્ઠા અને બેલ જાર ભઠ્ઠા છે.

◼ રોલર ભઠ્ઠો એ મધ્યમ કદનો ટનલ ભઠ્ઠો છે જેમાં સતત ગરમી અને સિન્ટરિંગ કરવામાં આવે છે.

◼ ભઠ્ઠીના વાતાવરણ અનુસાર, પુશર ભઠ્ઠીની જેમ, રોલર ભઠ્ઠીને પણ હવા ભઠ્ઠી અને વાતાવરણ ભઠ્ઠીમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

• હવા ભઠ્ઠા: મુખ્યત્વે ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણની જરૂર હોય તેવા પદાર્થોને સિન્ટર કરવા માટે વપરાય છે, જેમ કે લિથિયમ મેંગેનેટ સામગ્રી, લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ સામગ્રી, ટર્નરી સામગ્રી, વગેરે;
• વાતાવરણ ભઠ્ઠા: મુખ્યત્વે NCA ટર્નરી મટિરિયલ્સ, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP) મટિરિયલ્સ, ગ્રેફાઇટ એનોડ મટિરિયલ્સ અને અન્ય સિન્ટરિંગ મટિરિયલ્સ માટે વપરાય છે જેને વાતાવરણ (જેમ કે N2 અથવા O2) ગેસ પ્રોટેક્શનની જરૂર હોય છે.

◼ રોલર ભઠ્ઠા રોલિંગ ઘર્ષણ પ્રક્રિયા અપનાવે છે, તેથી ભઠ્ઠાની લંબાઈ પ્રોપલ્શન ફોર્સથી પ્રભાવિત થશે નહીં. સૈદ્ધાંતિક રીતે, તે અનંત હોઈ શકે છે. ભઠ્ઠાના પોલાણની રચનાની લાક્ષણિકતાઓ, ઉત્પાદનોને ફાયર કરતી વખતે વધુ સારી સુસંગતતા અને મોટા ભઠ્ઠાના પોલાણની રચના ભઠ્ઠીમાં હવાના પ્રવાહની ગતિ અને ઉત્પાદનોના ડ્રેનેજ અને રબર ડિસ્ચાર્જ માટે વધુ અનુકૂળ છે. મોટા પાયે ઉત્પાદનને ખરેખર સાકાર કરવા માટે પુશર ભઠ્ઠાને બદલવા માટે તે પસંદગીનું સાધન છે.

◼ હાલમાં, લિથિયમ-આયન બેટરીના લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ, ટર્નરી, લિથિયમ મેંગેનેટ અને અન્ય કેથોડ સામગ્રીને એર રોલર ભઠ્ઠામાં સિન્ટર કરવામાં આવે છે, જ્યારે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટને નાઇટ્રોજન દ્વારા સુરક્ષિત રોલર ભઠ્ઠામાં સિન્ટર કરવામાં આવે છે, અને NCA ને ઓક્સિજન દ્વારા સુરક્ષિત રોલર ભઠ્ઠામાં સિન્ટર કરવામાં આવે છે.