Линия синтеза и выделения катодного материала NMC для производства литий-ионных батарей
Компания Вилитек представляет решение для опытного и промышленного синтеза катодного материала NMC методом соосаждения – модульную линию соосаждения, предназначенную для производства сырья, далее использующегося при сборке литий-ионных ХИТ.
Характеристики
- Емкость сосудов производственной линии: от 10 до 200 литров.
- Исполнение сосудов – AISI 316L (реактора), ПП (резервуары растворения, смешения, хранения).
- Диапазон температуры: от −40 до +100 °С.
- Точность регулирования температуры: ±0,1 °С.
- Точность pH регулирования: ± 0,05.
- Точность дозирования компонентов реакции соосаждения: до ± 0,01 мл (при минимальном расходе).
- Частота вращения верхнеприводных устройств: 0–750, 0-3000 об/мин.
- Расход дозирующих насосов: 0–4000 мл/ч.
- Потребляемая мощность: до 80 кВт.
- Параметры питающей сети: 380В 50 Гц.
Технологический процесс начинается с растворения солей Ni, Co, Mn. Параллельно в емкостях готовят растворы щелочи, аммиака, соли алюминия (в случае, если эта добавка используется).
С помощью перистальтических насосов растворы перекачиваются в емкости хранения, из которых дозирующими станциями компоненты подаются в реакторы соосаждения. Из установок возможна подача суспензии в установку загущения со свечными фильтрами с рециркуляцией, так и прямая выгрузка сразу в котел старения.
Из котлов осадок выгружается в центрифугу для дальнейшего обезвоживания, затем материал переносят в вакуумную печь, после чего проводят рассев и классификацию на вибросите с ультразвуковым ассистированием.
Ключевым элементом линии является реактор смешения компонентов реакции соосаждения. Его конструкция обеспечивает непрерывную подачу реагентов и их перемешивание в течение нескольких суток. Уставка по pH и ПИД-регулирование освобождают время оператора и снижают влияние человеческого фактора: растворы подаются автоматически при помощи дозирующей насосной станции с функцией калибровки.
 |
 |
Шкаф управления позволяет задать технологические характеристики процесса и параметры безопасности, что даёт возможность получить продукт с требуемыми свойствами.
Преимущество конфигурации с несколькими реакторными установками заключается в том, что основные установки можно дублировать меньшими по объёму (5–10 литров), что позволяет параллельно проводить экспериментальные синтезы.
Состав линии может меняться по требованию заказчика.
Наш опыт монтажа и пуско-наладочных работ установок синтеза NMC.Основные элементы
- Реактора с рубашкой и быстроходным верхнеприводным устройством (с функцией выбора скорости).
- Котлы старения суспензии с рубашкой и быстроходным верхнеприводным устройством (с возможностью выбора скорости).
- Установка загущения суспензизии со свечными фильтрами и верхнеприводным устройством.
- Резервуары для растворения сульфатов металлов, щелочи и аммония (опционально – можно добавить емкости для карбонатов, оксалатов) с верхнеприводным устройством.
- Резервуары для смешения компонентов в требуемых пропорциях с верхнеприводным устройством.
- Резервуары для хранения растворов.
- Сеть трубопроводов с кранами, пневматические коммуникации, электрокабели.
- Перистальтические перекачивающие насосы.
- Калибруемые дозирующие насосные станции.
- КИП: датчики давления, температуры, pH, тахометры, расходомеры и пр.
- Гидравлические системы подъема крышек резервуаров/реакционных сосудов.
- Шкаф управления с ПЛК, позволяющим работать в автоматическом режиме.
- Центрифуги для обезвоживания суспензии.
- Вакуумные печи.
- Установки рассева и классификации с ультразвуковым ассистированием.
- Термостаты для подогрева рубашек реакторов и емкостей старения.
- Чиллер для охлаждения муфт валов верхнеприводных перемешивающих устройств.
Преимущества
- Решение производственных, опытно-промышленных и промышленных задач;
- Возможность компактного многоуровневого монтажа для экономии места;
- Параллельное получение несколько линий опытных образцов;
- Варьирование ввода Ni, Mn, Co, добавки Al для получения катодного материала с требуемыми свойствами;
- Точное постоянное поддержание в автоматическом режиме условий соосаждения на протяжении всего технологического процесса – требуется меньше персонала для обслуживания, снижаются операционные риски;
- Возможность проведения соосаждения в объеме 1-5 литров с последующим масштабированием до 10-100 литров;
- Доступность удаленного управления и мониторинга с помощью вынесенного за пределы помещения сенсорного интерфейса;
- Несколько степеней автоматической защиты при нештатной ситуации (ограничение работы, перекрытие трубопроводов и пневматики, аварийный останов), а также интеграция уже существующих систем безопасности (концентрация газов, пожарная сигнализация, т.д.).
Синтез NMC методом осаждения — это процесс получения катодного материала для литий-ионных аккумуляторов. В этом методе используются соли никеля, марганца и кобальта, которые смешиваются в определённых пропорциях и подвергаются процессу осаждения.
Технология получения NMC методом осаждения включает следующие этапы
- Подготовка исходных компонентов: солей никеля (Ni), марганца (Mn) и кобальта (Co).
- Смешивание исходных компонентов: исходные элементы и реагенты смешиваются в определённых пропорциях, чтобы получить требуемый состав смеси NMC.
- Осаждение: полученный раствор подвергается процессу осаждения, который может включать добавление других реагентов или изменение условий реакции (температура, давление и т. д.).
- Фильтрация и сушка: после осаждения полученный осадок фильтруется для удаления избыточных реагентов и промывается водой. Затем осадок сушится при определённой температуре и давлении.
- Прокаливание: высушенный осадок подвергается прокаливанию при высокой температуре для окончательного формирования катодного материала с требуемыми свойствами.
- Измельчение и смешивание: после прокаливания материал измельчается до нужного размера частиц и смешивается с другими компонентами, такими как связующие вещества или добавки, для улучшения его свойств.
- Этот метод позволяет получать катодный материал с заданными характеристиками, такими как ёмкость, скорость зарядки/разрядки и срок службы литий-ионных аккумуляторов.
Структуры, получаемые при осаждении солей в различных пропорциях, где NMC-811, 411 – соотношение частей (80% Ni, 10% Mn и Co; 66,(6)% Ni, 16,(6)% Mn и Co).
Плюсы использования метода соосаждения
- Получение высокоплотных порошков (2-3 г/см3).
- Возможность получения частиц различной морфологии.
- Изученность технологии.
- Масштабируемость.
Мы готовы обсудить индивидуальные требования и предложить оптимальные решения для решения вашей задачи. Обратитесь к нам, чтобы узнать больше о наших технологиях и получить консультацию специалистов.
ООО Вилитек © 2014-2024