Линия производства катодного материала LFP для литий-ионных аккумуляторов

Описание производственной линии

Линия для пилотного производства LFP - готовое решение для обеспечения технологического процесса получения материала литий-железо-фосфата (LiFePO₄, LFP, «лифер»), включающего синтез, промежуточные и финишные измельчения, сушку и упаковку. Линия предусматривает производство материала партиями от 1 до 100 кг/день.

Особенности и преимущества линии

• Мобильная конструкция
  Узлы линии могут быть встроены в имеющееся производственное или лабораторное помещение, учитывая его коммуникации. Благодаря оснащению всем необходимым оборудованием, принадлежностями и инструментами, линия представляет собой полностью готовое к эксплуатации изделие.
• Возможность производства LiCoO₂ (LCO)
  Поставляемая линия при внесении небольших изменений может быть использована      для производства кобальтата лития.
• Минимальный объем монтажных работ
  Благодаря модульной конструкции, не требующей монтажа отдельных компонентов на объекте, срок ввода линии в эксплуатацию сокращается до минимума.
• Удобство технического обслуживания
  В линии использовано тщательно подобранное оборудование, отличающееся минимальным объемом технического обслуживания в процессе эксплуатации.
• Компактные размеры
  Благодаря компактным размерам линии, для ее установки не требуется помещение большой площади и высоты.
• Удобная компоновка
  Между технологическими узлами предусмотрены проходы, достаточные для комфортной работы двух операторов.

Базовые аспекты разработки производственной линии

Преимущества аккумуляторов LFP

Аккумуляторы типа LFP (литий-железо-фосфатные, LiFePO₄) отличаются более длительным сроком службы по сравнению с литиевыми аккумуляторами других типов благодаря низкой скорости деградации. что дает подвергать их быстрой зарядке без существенных негативных последствий.

Основные этапы производства материала для аккумуляторов LFP

Подготовка

В соответствии с технологическим процессом, FePО₄, LiCО₃, C₆H₁₂O₆ (кристаллические порошки) взвешиваются и подаются в емкость для смешения в однородную суспензию.

Смешанный порошок загружают в реактор, заполненный водой, проводят синтез. Суспензия перемешивается с помощью верхнеприводной мешалки и других устройств при контроле дисперсности, однородности и консистенции.

Реакторное оборудование

Промежуточное измельчение

После смешивания суспензия подается в систему мельниц для грубого и тонкого измельчения.

• Предварительное измельчение
  Суспензия перекачивается в мельницу с помощью мембранных насосов, производится перемешивание и измельчение в размольной камере до требуемого на данном этапе размера частиц.
• Тонкое измельчение
  Суспензия после грубого измельчения фильтруется, после чего перекачивается с помощью мембранных насосов, магнитным сепаратором удаляют твердые примеси. После этого суспензия поступает в размольную камеру пескоструйной мельницы для перемешивания и тонкого измельчения до достижения требуемого размера частиц на данном этапе.

Вертикальная шаровая мельница	Бисерные мельницы

Сушка

Распылительная сушка и отжиг в печи

Материал транспортируется в распылительную сушилку с помощью пневматического транспортера. После сушки он поступает в атмосферную печь для отжига в среде азота.

Отжиг

При высокотемпературном отжиге органические соединения разлагаются, а также происходит разложение карбоната лития и ряд других сложных физико-химических реакций, в результате которых образуется катодный материал LiFePО₄ с углеродным покрытием и структурой оливина. Отходящий газ, образующийся в процессе отжига, сжигается при температуре около 600 °С в печи, после чего отводится через систему вентиляции.

Распылительная сушилка	Вакуумная сушилка	Муфельная печь с инертным газом

Финальное измельчение

После обжига материал подается пневматическим транспортером в струйную мельницу для тонкого измельчения.

Финальное измельчение и просеивание

Грубое и тонкое измельчение

Материал после отжига транспортируется в бункер, расположенный над струйной мельницей, откуда подается в струйную мельницу. Высокоскоростной воздушный поток используется для формирования различных механических воздействий (удара, столкновения, трения и сдвига) между частицами материала с целью сверхтонкого измельчения без намола. Измельченный материал с потоком воздуха поступает в классификатор, после чего транспортируются к следующему этапу под действием разрежения воздуха.

Струйная мельница	Вибросито

Просеивание и упаковка

Измельченный материал просеивается, собирается в емкость, размагничивается и упаковывается.

Удаление ферромагнитных примесей и упаковка

Обезжелезивание

Измельченный материал пневматическим транспортером подается в магнитный сепаратор, предназначенный для удаления магнитящихся примесей, которые не полностью прореагировали или образовались в ходе технологического процесса.

Упаковка

Материал поступает в закрытый и сухой бокс, где упаковывается в мешки или упаковку других типов.

Вакуумный упаковщик