锂离子电池正极材料钴酸锂生产工艺技术研究

发布时间：2017-08-23 11:25

  本文关键词：锂离子电池正极材料钴酸锂生产工艺技术研究

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【摘要】：本文针对锂离子电池正极材料钴酸锂生产的混料、烧结、破碎、等工艺技术进行了系统研究。通过实验探讨了钴酸锂混料工艺的混合时间、混料量、球料比三项关键参数对混合均匀度的影响情况。通过实验,确定了钴酸锂混合的最佳混合量和球料比,并通过适当延长混合时间,改善了混合均匀度,并得到了混合时间超出一定范围后,混合均匀度呈逐渐下降趋势的“反混合”的结论。本文还探讨了高速混合机在混料工序的应用研究。通过实验探讨了钴酸锂烧结工艺的装埚量、装埚方式、烧结推速等对烧结固相反应程度的影响。在不同装埚量条件下,通过钴酸锂产品的pH值的变化情况,得出了降低装埚量可有效解决钴酸锂pH值偏高的问题,但同时也会降低烧结产能的结论。为了保证烧结产能,通过降低钴酸锂pH值,并进行了烧结前切块的实验研究,最终有效解决了钴酸锂反应不充分、pH值偏高的问题。同时,通过对比1.2m/h推速和1.1m/h推速条件下颗粒度、pH值等各项指标的变化,得出了1.1m/h推速更适宜在线生产的结论。通过实验研究,自主设计了一套联合粗破碎装置,可以有效解决钴酸锂烧结后料块粗破碎品中含有大颗粒的问题。最后,通过实验研究了钴酸锂精破碎工艺中的气流磨的粉碎压力与破碎效率的关系及引风频率与产率的关系。当粉碎压力增加时,破碎效率会相应的提高,当粉碎压力过大或过小时,对钴酸锂颗粒都会产生过破碎作用。在一定范围内,随着引风频率的降低,钴酸锂产率呈上升趋势,但引风频率降低至一定范围后,钴酸锂产率又呈下降趋势,把握引风频率的平衡点尤为关键。同时还探讨了机械磨在钴酸锂一次精破碎工序的应用研究。
【关键词】：锂离子电池 正极材料 钴酸锂 工艺技术
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 锂离子电池10-12
• 1.2.1 锂离子电池的主要种类及其特点11
• 1.2.2 锂离子电池的组成11-12
• 1.2.3 锂离子电池的工作原理12
• 1.3 锂离子电池正极材料12-15
• 1.3.1 层状氧化物正极材料12-14
• 1.3.2 橄榄石型正极材料14
• 1.3.3 尖晶石型正极材料14-15
• 1.4 国内外研究应用现状15-24
• 1.4.1 锂离子电池国内外市场现状15-16
• 1.4.2 钴酸锂的合成方法16-17
• 1.4.3 钴酸锂的产业化生产现状17-24
• 第2章 主要表征方法24-36
• 2.1 粒度分布测试方法24-25
• 2.1.1 粒度分布定义及测试方法分类24
• 2.1.2 钴酸锂粒度测试方法24-25
• 2.2 pH值测试方法25-27
• 2.3 表面碳酸锂含量（Li_2CO_3%）测试方法27-30
• 2.4 比表面积测试方法30-33
• 2.5 X射线衍射分析33-34
• 2.6 扫描电子显微镜（SEM）34-36
• 第3章 钴酸锂混合工艺技术研究36-54
• 3.1 混料设备及工作原理36-38
• 3.2 球磨工艺技术研究38-43
• 3.2.1 混合时间的工艺研究38-40
• 3.2.2 混合量的工艺研究40-41
• 3.2.3 球料比的工艺研究41-43
• 3.3 高速混合机工艺技术研究43-54
• 3.3.1 碳酸锂含量43-44
• 3.3.2 元素mapping44-46
• 3.3.3 常规物理指标46-47
• 3.3.4 气流磨品物化指标47-49
• 3.3.5 SEM微观形貌分析49-50
• 3.3.6 半电池电性能分析50-51
• 3.3.7 结论及分析51-54
• 第4章 钴酸锂烧结工艺技术研究54-66
• 4.1 烧结设备54-55
• 4.2 钴酸锂烧结原理55-56
• 4.3 烧结工艺参数对钴酸锂反应程度的影响56-66
• 4.3.1 装埚量对烧结的影响分析56-57
• 4.3.2 切块工艺对烧结的影响分析57-59
• 4.3.3 推板窑推速工艺技术研究59-62
• 4.3.4 烧结炉排气工艺技术研究62-66
• 第5章 钴酸锂破碎工艺技术研究66-82
• 5.1 粗破碎工艺技术研究66-69
• 5.1.1 粗破碎设备与工作原理66-67
• 5.1.2 粗破碎工艺技术研究67-69
• 5.2 精破碎工艺技术研究69-82
• 5.2.1 精破碎设备及工作原理69-71
• 5.2.2 气流磨工艺参数研究71-77
• 5.2.3 机械磨工艺技术研究77-82
• 第6章 结论82-86
• 参考文献86-90
• 致谢90

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