{"id":28679,"date":"2021-11-21T14:25:55","date_gmt":"2021-11-21T14:25:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=28679"},"modified":"2023-12-07T04:08:42","modified_gmt":"2023-12-07T04:08:42","slug":"what-are-the-key-equipment-for-the-industrialization-of-ternary-cathode-material-for-lithium-batteries","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/what-are-the-key-equipment-for-the-industrialization-of-ternary-cathode-material-for-lithium-batteries\/","title":{"rendered":"Quels sont les \u00e9quipements cl\u00e9s pour l'industrialisation du mat\u00e9riau cathodique ternaire pour les batteries au lithium ?"},"content":{"rendered":"
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Quels sont les \u00e9quipements cl\u00e9s pour l'industrialisation du mat\u00e9riau cathodique ternaire pour les batteries au lithium ?<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Communs batterie lithium-ion<\/span><\/span><\/a> Les mat\u00e9riaux de cathode sont le lithium acide de cobalt, le lithium acide de mangan\u00e8se, le phosphate de fer de lithium et le phosphate de cuivre. mat\u00e9riau de cathode ternaire<\/strong>Le mat\u00e9riau cathodique ternaire pr\u00e9sente un meilleur \u00e9quilibre entre le co\u00fbt, la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, le cycle et les avantages en mati\u00e8re de s\u00e9curit\u00e9, et devient le principal choix pour les voitures \u00e9lectriques, les v\u00e9los \u00e9lectriques et d'autres produits, en particulier dans le domaine des voitures particuli\u00e8res.<\/p>

Les performances et le co\u00fbt du mat\u00e9riau cathodique ternaire d\u00e9pendent principalement de la s\u00e9lection de la technologie de production et de l'\u00e9quipement cl\u00e9. Par rapport aux fabricants de batteries lithium-ion<\/span><\/span><\/a> au Japon et en Cor\u00e9e du Sud, le niveau de technologie et d'\u00e9quipement de production de la Chine est loin de celui du Japon et de la Cor\u00e9e du Sud, qui ont un besoin urgent de transformation et de mise \u00e0 niveau. Quels sont donc les principaux \u00e9quipements utilis\u00e9s dans la production de mat\u00e9riaux cathodiques ternaires ?<\/p>

  1. Production industrielle de mat\u00e9riau cathodique ternaire<\/a>
    1. Pr\u00e9paration de l'\u00e9quipement cl\u00e9 du pr\u00e9curseur<\/a><\/li>
    2. \u00c9quipement cl\u00e9 pour la production de mat\u00e9riaux cathodiques ternaires<\/a><\/li><\/ol><\/li>
    3. Comparer les diff\u00e9rences entre les entreprises de mat\u00e9riaux cathodiques ternaires<\/a>
      1. Le processus de modification de la cathode pr\u00e9sente de fortes propri\u00e9t\u00e9s non standard.<\/a><\/li>
      2. Mat\u00e9riau cathodique ternaire : entreprises repr\u00e9sent\u00e9es<\/a><\/li><\/ol><\/li><\/ol><\/div>

        Production industrielle de mat\u00e9riau cathodique ternaire<\/h2>

        \u00c0 l'heure actuelle, la principale technologie de production utilis\u00e9e dans la production industrielle de mat\u00e9riau cathodique ternaire est la suivante : m\u00e9thode de copr\u00e9cipitation pour pr\u00e9parer le pr\u00e9curseur, puis frittage en phase solide du mat\u00e9riau cathodique ternaire m\u00e9lang\u00e9 \u00e0 la source de lithium.<\/p>

        Pr\u00e9paration de l'\u00e9quipement cl\u00e9 du pr\u00e9curseur<\/h4>
        1. La bouilloire de r\u00e9action<\/li><\/ol>

          Le r\u00e9acteur est l'\u00e9quipement central de la r\u00e9action des pr\u00e9curseurs. Les caract\u00e9ristiques de la structure du corps du r\u00e9acteur, la forme de l'agitateur, le nombre et la taille des chicanes, la pr\u00e9sence ou non d'un tube de d\u00e9rivation, la position d'alimentation, la pr\u00e9sence ou non d'un dispositif de renforcement affecteront la densit\u00e9, la morphologie, la surface sp\u00e9cifique, le degr\u00e9 de cristallisation, la taille des particules et la distribution du pr\u00e9curseur.<\/p>

          1. \u00c9quipements de filtration et de lavage<\/li><\/ol>

            La fonction de l'\u00e9quipement de filtration et de lavage est de r\u00e9aliser la s\u00e9paration solide-liquide de la boue de pr\u00e9curseur obtenue par la r\u00e9action, puis le liquide de lavage est utilis\u00e9 pour laver le g\u00e2teau de filtre de pr\u00e9curseur et \u00e9liminer les ions de sulfate, de chlorure et de sodium restant dans le g\u00e2teau de filtre.<\/p>

            \"La<\/p>

            \u00a0<\/p>

            Actuellement, la plupart des fabricants de pr\u00e9curseurs utilisent des \u00e9quipements int\u00e9gr\u00e9s de filtration et de lavage, comprenant principalement des filtres-presses, des centrifugeuses, des filtres microporeux, des \u00e9quipements de filtration et de lavage \"deux en un\", etc.<\/p>

            1. \u00c9quipement de s\u00e9chage<\/li><\/ol>

              Le processus de s\u00e9chage d\u00e9termine la teneur en humidit\u00e9 des produits pr\u00e9curseurs et a un certain impact sur la structure cristalline. Il s'agit donc d'un processus important. La s\u00e9lection correcte de l'\u00e9quipement de s\u00e9chage est directement li\u00e9e \u00e0 la qualit\u00e9 du produit, \u00e0 l'environnement d'exploitation et au co\u00fbt de production. La temp\u00e9rature de s\u00e9chage du g\u00e2teau de filtre de pr\u00e9curseur dans l'air doit \u00eatre inf\u00e9rieure \u00e0 150\u2103. Lorsque la temp\u00e9rature atteint 400\u2103, le pr\u00e9curseur est oxyd\u00e9 en oxyde trivalent.<\/p>

              Actuellement, les \u00e9quipements de s\u00e9chage des pr\u00e9curseurs les plus couramment utilis\u00e9s sont les fours \u00e0 circulation d'air chaud, les s\u00e9cheurs \u00e0 disques, les s\u00e9cheurs flash, les s\u00e9cheurs \u00e0 tambour rotatif, etc.<\/p>

              \u00c9quipement cl\u00e9 pour la production de mat\u00e9riaux cathodiques ternaires<\/h4>
              1. \u00c9quipement de m\u00e9lange<\/li><\/ol>

                Dans la production de mat\u00e9riaux cathodiques ternaires, le m\u00e9lange consiste \u00e0 ajouter un rapport st\u0153chiom\u00e9trique de sels de lithium, de pr\u00e9curseurs et d'additifs dans l'\u00e9quipement de m\u00e9lange afin d'obtenir un m\u00e9lange uniforme. L'uniformit\u00e9 affectera l'uniformit\u00e9 du lithium et des additifs dans le processus de frittage, affectera directement le degr\u00e9 de cristallisation et l'alcali r\u00e9siduel du mat\u00e9riau cathodique ternaire, ce qui se refl\u00e9tera finalement dans les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques.<\/p>

                La stabilit\u00e9 du rapport final de lithium du mat\u00e9riau cathodique ternaire d\u00e9pend de la pr\u00e9cision du pesage des mati\u00e8res premi\u00e8res et l'uniformit\u00e9 d\u00e9pend de l'effet de m\u00e9lange du m\u00e9langeur.<\/p>

                Le m\u00e9lange est g\u00e9n\u00e9ralement divis\u00e9 en m\u00e9lange humide et m\u00e9lange sec, le mat\u00e9riau cathodique ternaire adopte g\u00e9n\u00e9ralement le m\u00e9lange sec. \u00c0 l'heure actuelle, l'\u00e9quipement de m\u00e9lange du mat\u00e9riau cathodique ternaire couramment utilis\u00e9 est le m\u00e9langeur inclin\u00e9, le m\u00e9langeur \u00e0 grande vitesse, le m\u00e9langeur en V, le m\u00e9langeur volant \u00e0 lame de charrue, etc.<\/p>

                1. \u00c9quipement de frittage<\/li><\/ol>

                  L'\u00e9quipement de frittage est l'\u00e9quipement de base pour la pr\u00e9paration du mat\u00e9riau cathodique ternaire, et se r\u00e9f\u00e8re principalement au four. Sa structure a une grande influence sur les propri\u00e9t\u00e9s physiques et \u00e9lectrochimiques du mat\u00e9riau cathodique ternaire. Actuellement, la production industrielle de mat\u00e9riaux cathodiques ternaires adopte principalement des fours \u00e0 plaques et des fours \u00e0 rouleaux, parmi lesquels le four \u00e0 rouleaux est le plus largement utilis\u00e9.<\/p>

                  \"L'\u00e9quipement<\/p>

                  \u00a0<\/p>

                  La temp\u00e9rature de frittage du mat\u00e9riau de la cathode ternaire est le param\u00e8tre le plus important du processus, qui peut affecter la plupart des propri\u00e9t\u00e9s du mat\u00e9riau. Par cons\u00e9quent, le mat\u00e9riau cathodique ternaire a des exigences \u00e9lev\u00e9es en mati\u00e8re de stabilit\u00e9 et de pr\u00e9cision de la temp\u00e9rature du four, et le syst\u00e8me de contr\u00f4le de la temp\u00e9rature est crucial pour le frittage du mat\u00e9riau cathodique ternaire.<\/p>

                  1. Mat\u00e9riel de concassage<\/li><\/ol>

                    Dans la production de mat\u00e9riaux cathodiques ternaires, en raison de l'agglom\u00e9ration et de l'adh\u00e9sion entre les particules de mat\u00e9riau fritt\u00e9, il est n\u00e9cessaire d'utiliser un \u00e9quipement de concassage pour dissocier le mat\u00e9riau fritt\u00e9, afin de contr\u00f4ler la taille et la distribution des particules de la poudre. La taille des particules et leur distribution affectent la surface sp\u00e9cifique, la densit\u00e9 de vibration, la densit\u00e9 de compactage, la performance d'usinage et la performance \u00e9lectrochimique du mat\u00e9riau de cathode ternaire, qui sont tr\u00e8s importantes pour la qualit\u00e9 des produits finis.<\/p>

                    Le concassage du mat\u00e9riau de cathode ternaire est g\u00e9n\u00e9ralement le mat\u00e9riau de frittage pour le concassage grossier, puis le broyage. L'\u00e9quipement de concassage grossier utilise g\u00e9n\u00e9ralement un concasseur \u00e0 m\u00e2choires ou un concasseur \u00e0 cylindres ; l'\u00e9quipement de broyage adopte g\u00e9n\u00e9ralement un broyeur \u00e0 air, un broyeur m\u00e9canique, un broyeur collo\u00efdal, qui d\u00e9termine directement le degr\u00e9 de broyage du mat\u00e9riau cathodique ternaire.<\/p>

                    1. \u00c9quipement de d\u00e9ferrisation<\/li><\/ol>

                      Les corps \u00e9trangers m\u00e9talliques dans les mat\u00e9riaux terpolym\u00e8res doivent \u00eatre contr\u00f4l\u00e9s au niveau de dizaines de PPB (1ppb=1\u00d710-9m). Une quantit\u00e9 excessive de corps \u00e9trangers m\u00e9talliques entra\u00eenera un taux d'autod\u00e9charge \u00e9lev\u00e9 des piles et affectera m\u00eame le fonctionnement de la batterie. s\u00e9curit\u00e9 des batteries lithium-ion<\/span><\/span><\/a>.<\/p>

                      Les corps \u00e9trangers m\u00e9talliques du mat\u00e9riau cathodique ternaire proviennent principalement des mati\u00e8res premi\u00e8res et de l'usure de l'\u00e9quipement dans le processus de production, et sont essentiellement des impuret\u00e9s m\u00e9talliques magn\u00e9tiques, en particulier du fer. Par cons\u00e9quent, le processus de production doit \u00e9liminer le fer une ou plusieurs fois pour les produits finis. Les \u00e9quipements de d\u00e9ferrisation couramment utilis\u00e9s sont les d\u00e9ferriseurs \u00e9lectromagn\u00e9tiques et les d\u00e9ferriseurs \u00e0 aimant permanent.<\/p>

                      L'am\u00e9lioration de la qualit\u00e9 du d\u00e9veloppement de l'industrie des batteries lithium-ion ne peut pas laisser de c\u00f4t\u00e9 le mat\u00e9riau, et dans l'ensemble, le mat\u00e9riau de la cathode ternaire se d\u00e9veloppe dans le sens d'un nickel \u00e9lev\u00e9.<\/p>

                      \"L'am\u00e9lioration<\/p>

                      La ligne de production doit atteindre un niveau d'automatisation plus \u00e9lev\u00e9, en particulier dans l'atelier de production o\u00f9 le contr\u00f4le de la temp\u00e9rature et de l'humidit\u00e9 de l'atmosph\u00e8re doit \u00eatre renforc\u00e9. L'\u00e9quipement d'industrialisation du mat\u00e9riau cathodique ternaire \u00e9voluera progressivement vers l'intelligence, la grande capacit\u00e9, la faible consommation d'\u00e9nergie et le respect de l'environnement, afin de r\u00e9pondre aux exigences de haute performance et de faible co\u00fbt du mat\u00e9riau cathodique ternaire pour les batteries d'\u00e9nergie.<\/p>

                      Comparer les diff\u00e9rences entre les entreprises de mat\u00e9riaux cathodiques ternaires<\/h2>

                      Dans la partie suivante, nous parlerons des diff\u00e9rences entre les entreprises de mat\u00e9riaux cathodiques ternaires du point de vue de la recherche et du d\u00e9veloppement de brevets.<\/p>

                      Le processus de modification de la cathode pr\u00e9sente de fortes propri\u00e9t\u00e9s non standard.<\/h4>

                      En raison des caract\u00e9ristiques structurelles du mat\u00e9riau cathodique ternaire, la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique augmente avec la teneur en nickel, mais la stabilit\u00e9 du cycle et la stabilit\u00e9 thermique se d\u00e9gradent.<\/p>

                      La mani\u00e8re d'atteindre l'\u00e9quilibre entre la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, la performance en cyclage et la stabilit\u00e9 thermique a toujours \u00e9t\u00e9 un sujet d'exploration dans l'industrie. Le rev\u00eatement de surface, le dopage, le monocristal et le contr\u00f4le de la structure (structure c\u0153ur-coquille, concentration \u00e0 gradient) comblent dans une certaine mesure les lacunes du mat\u00e9riau cathodique ternaire.<\/p>

                      La combinaison et l'application de chaque processus de modification refl\u00e8tent les attributs non standard des produits de l'industrie, et chaque fabricant de cathodes a ses propres solutions uniques. L'accumulation des avantages particuliers du processus de modification finira par se refl\u00e9ter dans la diff\u00e9rence de qualit\u00e9 des produits, qui constitue la barri\u00e8re concurrentielle des entreprises de premier plan.<\/p>

                      Parmi eux, le processus de modification ternaire de la cathode le plus couramment utilis\u00e9 est le processus de rev\u00eatement et de dopage, dont le principe et la fonction sont bri\u00e8vement pr\u00e9sent\u00e9s :<\/p>

                      Le rev\u00eatement de surface peut stabiliser efficacement la structure du mat\u00e9riau \u00e0 haute teneur en nickel. En r\u00e9duisant la surface de contact entre le mat\u00e9riau d'\u00e9lectrode et l'\u00e9lectrolyte, la technologie du rev\u00eatement de surface peut r\u00e9duire la r\u00e9action secondaire entre l'impuret\u00e9 \u00e0 la surface du mat\u00e9riau et l'\u00e9lectrolyte, am\u00e9liorer la conductivit\u00e9 \u00e9lectronique de la surface du mat\u00e9riau de cathode ternaire et am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 cyclique du mat\u00e9riau. Les mat\u00e9riaux de rev\u00eatement de surface courants comprennent l'oxyde m\u00e9tallique, le phosphate et d'autres mat\u00e9riaux d'\u00e9lectrode stables.<\/p>

                      Selon l'analyse exp\u00e9rimentale, la stabilit\u00e9 cyclique et la stabilit\u00e9 thermique des mat\u00e9riaux \u00e0 haute teneur en Ni sont am\u00e9lior\u00e9es de mani\u00e8re significative par le rev\u00eatement de surface. Les propri\u00e9t\u00e9s chimiques du NCM811 non rev\u00eatu et du NCM811 rev\u00eatu d'une nanocouche de Li2MnO3 ont \u00e9t\u00e9 compar\u00e9es et analys\u00e9es :<\/p>

                      (1) la vitesse de diffusion des ions lithium du NCM811 rev\u00eatu \u00e9tait plus \u00e9lev\u00e9e, et il pr\u00e9sentait donc une plus grande multiplicit\u00e9 ; (2) la temp\u00e9rature de d\u00e9composition thermique du NCM811 modifi\u00e9 est de 256,2 degr\u00e9s, plus \u00e9lev\u00e9e que celle du NCM811 pur (242,6 degr\u00e9s), ce qui indique que le NCM811 modifi\u00e9 permet d'am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 thermique du mat\u00e9riau ; (3) la stabilit\u00e9 cyclique du NCM811 a \u00e9t\u00e9 consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9e apr\u00e8s le rev\u00eatement, car le processus de rev\u00eatement a r\u00e9duit efficacement la r\u00e9action entre les impuret\u00e9s de surface du NCM811 et l'\u00e9lectrolyte.<\/p>

                      Le processus de dopage am\u00e9lior\u00e9 peut consid\u00e9rablement am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 cyclique des mat\u00e9riaux \u00e0 haute teneur en nickel. La conductivit\u00e9 \u00e9lectronique et la stabilit\u00e9 cyclique du mat\u00e9riau cathodique ternaire peuvent \u00eatre am\u00e9lior\u00e9es en m\u00e9langeant des ions m\u00e9talliques ou des ions non m\u00e9talliques dans le r\u00e9seau du mat\u00e9riau cathodique ternaire. Les \u00e9l\u00e9ments dopants courants sont Al, Mg, Ti, Zr, etc.<\/p>

                      \"Le<\/p>

                      La taille des particules du mat\u00e9riau cathodique ternaire dop\u00e9 aux ions de cuivre diminue consid\u00e9rablement. Les exp\u00e9riences montrent que les propri\u00e9t\u00e9s de cyclage et de doublement du NCM811 sont consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9es par le dopage d'une quantit\u00e9 appropri\u00e9e d'ions de cuivre : la capacit\u00e9 sp\u00e9cifique de d\u00e9charge passe de 129,1 mAh\/g \u00e0 157,29 mAh\/g apr\u00e8s 100 cycles \u00e0 un taux de 1C, et le taux de r\u00e9tention de la capacit\u00e9 passe de 64,61 TTP3T \u00e0 84,91 TTP3T.<\/p>

                      Mat\u00e9riau cathodique ternaire : entreprises repr\u00e9sent\u00e9es<\/h4>

                      Dans cette partie, nous pr\u00e9senterons les entreprises repr\u00e9sentatives des mat\u00e9riaux cathodiques ternaires en comparant leurs capacit\u00e9s de R&D et leurs brevets.<\/p>

                      Du point de vue du nombre cumul\u00e9 de brevets des entreprises de cathodes, Easpring Technology et B & M Technology ont accumul\u00e9 un grand nombre de demandes de brevets et de demandes de brevets d'invention, tandis que Ronbay New Energy, fond\u00e9e en 2014, est \u00e0 la tra\u00eene en ce qui concerne le nombre de brevets en raison de sa courte histoire. Toutefois, Ronbay a d\u00e9j\u00e0 d\u00e9pass\u00e9 Changyuan Lico et Zhenhua E-chem, deux entreprises d\u00e9j\u00e0 \u00e9tablies, et rattrape rapidement Easpring Technology et B & M Technology.<\/p>

                      XTC New Energy a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9 il y a peu de temps. La plupart de ses brevets existants ont \u00e9t\u00e9 accord\u00e9s \u00e0 Xiamen Tungsten, mais elle a \u00e9galement fait preuve d'une bonne dynamique de croissance des brevets au cours des 20 derni\u00e8res ann\u00e9es.<\/p>

                      Du point de vue des investissements en recherche et d\u00e9veloppement de chaque entreprise de mat\u00e9riaux cathodiques, le niveau d'investissement total de Ronbay, Easpring et Changyuan Lico est similaire, et celui de Xiamen Tungsten est plus \u00e9lev\u00e9 que celui de ses rivaux. La principale entreprise est \u00e9galement pr\u00e9sente dans les deux domaines de l'acide lithium-cobalt et des mat\u00e9riaux ternaires, dans lesquels le co\u00fbt unitaire de l'acide lithium-cobalt est prioritaire, ce qui se traduit par des co\u00fbts de consommation de mat\u00e9riaux de recherche et de d\u00e9veloppement plus \u00e9lev\u00e9s.<\/p>

                      En ce qui concerne le personnel de R&D, Ronbay Technology compte plus de 300 personnes, ce qui le place en t\u00eate des autres concurrents. En ce qui concerne le salaire moyen du personnel de R&D, Ronbay, Easpring et Changyuan Lico se situent tous \u00e0 environ 200 000 rmb\/an, ce qui les place devant Zhenhua New Material et Xia-Tungsten New Energy.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

                      What are the key equipment for the industrialization of ternary cathode material\u00a0for lithium batteries? 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