《储能材料与器件分析测试技术》课件-磷酸铁锂生产工艺认知

磷酸铁锂正极材料生产工艺认知01配料02前驱体粗碎03一次烧结04一次粉碎05二次烧结06除铁07高温粉碎08包装磷酸铁锂生产工艺流程包装烧结粗碎液相制备前驱体前驱体干燥高温粉碎除磁01前驱体的制备-配料一、前驱体的制备-配料将各原材料按一定顺序加入至溶剂中，搅拌使之均匀溶解，将物料放入反应釜，一定时间后，物料发生自热蒸发反应，反应完成后，得到蜂窝状的固体LFP前驱体。自热蒸发液相法所需要的锂源为碳酸锂，铁源为硝酸铁、铁块与硝酸（外购浓硝酸和生产回收的稀硝酸进行配置）生产硝酸铁，磷源为磷酸二氢铵。注意事项（1）各原材料称量准确（2）原材料需按照特定的顺序加入02粗碎二、粗碎粗碎通常采用立式辊压机，利用两磨辊对物料实施纯压力，被粉碎的物料受挤压形成密实的料床，颗粒内部产生强大的应力，使之产生裂纹而粉碎。03干燥三、干燥采用流化床，将待干燥固体物料送至进料斗，后由鼓风机送入流化床底部经分布板与固体物料接触，形成流化态达到气固的热质交换。物料干燥后由排料口排出。三、干燥流化床组成：鼓风机引风机热风炉旋风分离器布袋除尘器真空加料机控制柜04烧结四、烧结设备：辊道窑（一次烧结、二次烧结）注意事项：（1）烧结温度过高、装料未打孔、装料量高将导致碳含量偏低、物料粒径增大、比表降低；（2）氮气流量不足、辊道窑密封性能不好，出料温度大于180℃将导致物料发红、表面发白氧化；（3）烧结温度过低、烧结时间过短，导致物料未烧透、发黄。烧结前驱体中非晶态Li+、Fe3+、PO43-形成具有一定规则排列的晶体高温四、烧结辊道窑工作原理：在生产使用时，把产品直接或间接的放置在棍棒上，通过棍棒的不断转动，使烧制的各种产品或原材料依序前进，按照不同的产品烧结工艺要求进窑烧成，依次连续出炉。四、烧结辊道窑长度25.2m，出入口各长0.6m，主体每节长24.0m；上图中1~12温区为加热区，7~9温区为大温区，13~17温区为冷却区（即1~5冷却区）；如上图可看出温区在窑炉的分布；窑炉温区分布四、烧结窑炉主体有3个电机控制辊棒运行，3个电机同时被一个变频器控制，1个电机控制4个减速器，每节1个减速器；出入口各1个高低速电机，各受1个变频器控制。窑炉温区分布四、烧结辊道窑主要附属设备（一）辊道窑控制电柜辊道窑控制电柜作用：窑炉烧结参数的设置、输出控制、各种参数数据的监控及异常的记录。控制电柜辊道窑四、烧结辊道窑主要附属设备（二）气氛系统设备：气站，输气管道，减压阀，流量计，分流阀组成。主要作用为窑炉提供烧结氛围。常见问题：氮气管掉落，漏气，压力不足。N2储存罐减压阀流量计四、烧结辊道窑主要附属设备（三）置换室置换室设置了双重门，室内保持炉内氛围气状态。设置了高低速电机，当高速输送直追前排匣钵时，切换到低速与辊道窑速度相同。四、烧结辊道窑主要附属设备（三）置换室主要作用：保持炉内氛围，防止氧气进入窑炉内，高低速切换常见问题：门异常，C/V切换异常，置换时间未到，置换不充分四、烧结辊道窑主要附属设备（四）药水系统2#1#1温区2温区4温区5温区7温区6温区8温区9温区3温区12温区11温区第1节第2节第3节第4节第5节第6节第7节第8节第9节第10节第11节第12节冷却2区冷却3区冷却4区冷却5区10温区冷却1区药水系统主要由药水罐，输送管道，药水箱，药水泵，药水管组成。主要作用：碳包覆。四、烧结辊道窑主要附属设备（四）药水系统2#1#1温区2温区4温区5温区7温区6温区8温区9温区3温区12温区11温区第1节第2节第3节第4节第5节第6节第7节第8节第9节第10节第11节第12节冷却2区冷却3区冷却4区冷却5区10温区冷却1区每条辊道窑安装2台药水蠕动泵，每台蠕动泵供给2根药水管；4根药水管分别通到辊道窑第4节、第5节、第6节和第7节；四、烧结辊道窑主要附属设备（四）药水系统2#1#1温区2温区4温区5温区7温区6温区8温区9温区3温区12温区11温区第1节第2节第3节第4节第5节第6节第7节第8节第9节第10节第11节第12节冷却2区冷却3区冷却4区冷却5区10温区冷却1区蠕动泵流量参数根据工艺要求设置；蠕动出来的药水和氮气混合进去窑炉内部，以防止药水管堵塞。05粉碎五、粉碎一次、二次烧结后的磷酸铁锂破碎过程采用气流磨操作，粉碎后的物料粒径达到质控要求，理化性能、电性能参数达到产品的质量要求，气流磨均配套设置了布袋除尘器，气流磨产生的废气（颗粒物）经除尘后通过排气筒排放。五、粉碎1进料区2研磨区3喷嘴4分级轮5电机轮6物料出口（压缩空气进入通过喷嘴形成高速喷射气流）五、粉碎气流磨的五大部分组成1.空气压缩机及气源净化系统包括主系统和辅助系统两部分；2.磨体包括上磨体：分级轮；下磨体：粉碎室，进料口，喷嘴；3.喂料系统包括原料仓、喂料阀、自动称重装置；五、粉碎气流磨的五大部分组成4.成品收集系统包括旋风分离器、除尘器、排料阀、手动蝶阀、引风机；5.控制柜。五、粉碎产品粒度及产能的五个影响因素1.喷嘴大小喷嘴的大小直接影响产品中位径的大小，越小，平均粒径越小，产量变低。2.分级轮转速分级轮转速越高，最大颗粒的粒径越小。3.研磨气压力研磨压力越大，产品的产量越大，粒度越小。五、粉碎产品粒度及产能的五个影响因素4.喂料速度直接影响研磨效果，速度越慢，研磨效果越好。5.引风机风量风量大，造成旋风出料困难；风量小，则不利于物料流动，造成磨腔内物料堆积，影响产量和研磨效果。06除铁六、除铁研磨后的物料进入除铁罐中，通过电磁除铁初步选出含铁杂质后进入喷雾干燥工序。07包装七、包装IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII经粉碎的物料通过包装机，经输送线转运至包装工位上进