Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN101186289A - 一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法 - Google Patents

一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101186289A
CN101186289A CNA2006101491097A CN200610149109A CN101186289A CN 101186289 A CN101186289 A CN 101186289A CN A2006101491097 A CNA2006101491097 A CN A2006101491097A CN 200610149109 A CN200610149109 A CN 200610149109A CN 101186289 A CN101186289 A CN 101186289A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotary kiln
sintering
lifepo
vacuum rotary
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006101491097A
Other languages
English (en)
Inventor
喻维杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU RUIDI ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CNA2006101491097A priority Critical patent/CN101186289A/zh
Publication of CN101186289A publication Critical patent/CN101186289A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法。本发明涉及到锂离子电池正极材料的工业化制造。其特征在于:采用一种连续式真空回转窑烧结制造磷酸铁锂材料,实现动态烧结。解决了气氛保护推板窑、井式炉等静态烧结出现的材料过烧、生烧等难题。回转窑由螺旋进料器、加料斗、加料仓、进料仓、旋转桶体、接料仓、出料仓、炉体、进气口、出气和抽气口、桶体外侧的大齿轮和与之啮合的传动齿轮、托辊等构成。连续加料和连续出料。回转窑桶体内设有螺旋纹,物料在桶体内有序前进。旋转炉外炉体密封、抽真空和通入保护性气氛。工艺路线是配料、机械强力粉碎、搅拌球磨粉碎、压丸、真空回转窑烧结、机械强力粉碎、球磨包覆导电碳、测试包装。本发明生产磷酸铁锂材料,能耗低、效率高、产品品质好。

Description

一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法
技术领域
本发明属于能源材料领域中锂离子电池的一种正极材料的工业化生产的工艺方法。
背景技术
橄榄石型结构的磷酸铁锂(LiFePO4)材料,它具有稳定的晶体结构。使用LiFePO4为正极材料的动力锂离子电池表现为特别好的循环性能,电池可以充放电循环2000次。磷酸铁锂电池的耐过充和过放电能力强,电池很容易通过3C5V的过充测试。在锂离子电池所有正极材料中,LiFePO4表现为最佳的安全性能,可以制造单体容量300Ah以上的高容量电池。由粉体材料特殊制造工艺制造的亚微米粒径的高比表面积的LiFePO4材料,其制造的电池可以进行高倍率20C大电流充放电。该材料的理论克容量为170mAh/g,0.5C电流放电实际克容量可以高达130mAh/g。该材料的原料资源丰富、低廉,材料无毒环保。磷酸铁锂它被公认为是制造高安全、低成本、长寿命的大容量或高功率动力锂离子电池和大容量储能锂离子电池的最佳正极材料。
目前工业化生产磷酸铁锂材料的方法有:采用气氛保护式推板窑或辊道窑(隧道窑)半连续式生产;采用气氛保护式升降炉或井式炉间隙式生产。以上都是属于静态烧结方法,烧结过程中物料是静止不动的,这样材料的烧结在烧结过程中受热不均一、有过烧和生烧同时出现的夹生现象。材料过烧将出现有异常长大颗粒。由于此材料的电子传导和离子传导性能都不好,异常长大的LiFePO4颗粒中的Li+是难以完全脱嵌出来和嵌入进去的,因此大大影响材料的充放电容量。生烧的材料,结晶不好,材料的循环性能很差。烧结不均一有过烧和生烧现象,这是所有静态方法的致命缺点。同时静态烧结方法生产磷酸铁锂材料烧结时间很长、能耗高、生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的静态烧结技术的缺点而提供一种连续式回转窑真空烧结制造磷酸铁锂材料的工艺方法。物料的连续加入和连续出料,在烧结过程中物料随着回转窑桶体的旋转而旋转和向前运动,受热均匀。实现完全的动态高效率烧结。烧结时间比现有的静态烧结方法要缩小1倍。产品表现为特别均一的形貌结构和很好的一致性,电化学性能优秀。
本发明的具体步骤为:将铁源化合物、磷源化合物、锂源化合物以及所需要搀杂金属离子或复合相的金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐、草酸盐,按照LixFeyMzPO4(x=0.95-1.1;y=0.9-1;z=0-0.1),混料,强力粉碎,球磨进一步粉碎,压丸,装如特殊设计的真空连续式回转窑的料仓中。经过真空回转炉在600-800℃烧结5-15小时,烧结完成的物料连续进入封闭的接料仓,在接料仓和出料仓中水冷却,从出料仓中出料。再经过粉碎、加碳球磨包覆后,检测包装。
本发明所使用的特殊设计的连续式真空回转窑,包括加料斗1、加料仓3、进料仓4、旋转桶体2、螺旋进料器12、接料仓8、出料仓9、炉体13、进气口7、出气口5、出气和抽气口14、桶体外侧的大齿轮6和与之啮合的传动齿轮11、托辊10。
回转窑体整体的倾角可以自动调节,内旋转桶体的旋转速率可以连续调节。内旋转桶体为310S不锈钢材料,内设有螺旋纹突起,保证物料随着桶体的旋转而旋转和向前移动、前进有序,受热均匀反应充分。圆柱型炉体中布有炉丝,PID程序控制温度。整个加热炉体外焊接密封,接真空抽气口和高纯保护气体进气口。回转炉桶体旋转速度为0.1-15周/分钟。炉体加热温度在600-800℃。
本发明采用特殊设计的真空回转窑炉进行动态烧结所生产出磷酸铁锂材料,与目前气氛保护推板窑或井式炉等静态烧结工艺相比较,具有如下特出的优势:
1.真空回转窑炉进行动态烧结,物料受热均匀,产品具有特别均一的初级粒子颗粒结构,初级粒子没有异常长大现象。
2.加热效率高,没有过烧、生烧现象,烧结时间可以缩短1倍。大大提高生产效率,降低生产能耗。
3.产品的一致性和工艺的可重复性大大提高,产品的品质大幅度提高。
4.不使用陶瓷料盒,杜绝陶瓷料盒可能带来的外来杂质影响。
5.真空回转窑炉进行动态烧结生产的磷酸铁锂产品在制造锂离子电池时,表现为很好的材料加工性能和更出色的电化学性能。
附图说明
图1为真空回转窑炉的结构示意图。
图2为实施例1中磷酸铁锂材料的X射线衍射图。
图3为实施例1中磷酸铁锂材料的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
实施例1
以FeC2O4.2H2O、LiH2PO4为主要原料,以H2TiO3、Mg(OH)2为搀杂物料,按照LiFe0.98Ti0.01Mg0.01PO4组成配料,原料共200kg左右。强力粉碎至300目,再卧式球磨机球磨2小时,压成ф8球形料丸,通过加料斗和螺旋加料器连续加料。回转窑炉分为多个温区:低温预烧区、中温区、高温烧结区、降温区。每个温区单独PID控温。其中高温烧结区温度设定为760℃。回转窑炉体长度8米,内部旋转料桶直径ф650mm。旋转料桶的倾角为5°、旋转速率5周/分钟。物料自炉尾进料到炉头出料共计10小时。高纯氮气自降温区部位的炉体通入,流量1.5Nm3/h。炉体抽气口位于低温预烧区部位。炉膛内压力控制在10-2MP。烧结完成的料丸落下至接料仓中。接料仓有水冷却系统。放入到出料仓中进一步水冷却。关闭接料仓和出料仓之间的阀门,打开出料仓出料。再进行强力粉碎,打3%的导电碳黑用搅拌球磨机进行球磨包覆处理。测试,包装,得到磷酸铁锂产品。
实施例2
以FeC2O4.2H2O、NH4H2PO4、Li2CO3为主要原料,以TiO2、Mg(OH)2为搀杂物料,按照LiFe0.98Ti0.01Mg0.01PO4组成配料200kg,同时加入蔗糖6.7kg。强力粉碎至300目,再卧式球磨机球磨2小时,压成ф8球形料丸,关闭加料仓和进料仓之间的阀门,将200kg料丸通过加料斗和螺旋加料器连续加料。回转窑炉分为多个温区:低温预烧区、中温区、高温烧结区、降温区。每个温区单独PID控温。其中高温烧结区温度设定为760℃。回转窑炉体长度8米,内部旋转料桶直径ф650mm。旋转料桶的倾角为5°、旋转速率5周/分钟。物料自炉尾进料到炉头出料共计12小时。高纯氮气自降温区部位的炉体通入,流量1.2Nm3/h。炉体抽气口位于低温预烧区部位。炉膛内压力控制在10-2MP。烧结完成的料丸落下至接料仓中。接料仓有水冷却系统。放入到出料仓中进一步水冷却。关闭接料仓和出料仓之间的阀门,打开出料仓出料。再进行强力粉碎,打1.5%的导电碳黑用搅拌球磨机进行球磨包覆处理。测试,包装,得到磷酸铁锂产品。

Claims (5)

1.一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法,其特征在于:采用一种连续式真空回转窑烧结制造磷酸铁锂材料。连续加料和连续出料,在烧结过程中物料随着回转窑内桶体的旋转而旋转和向前运动,均匀受热。实现完全的动态高效率烧结。
2.根据权利要求1所述的一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法,其特征在于:回转窑由螺旋进料器、加料斗、加料仓、进料仓、旋转桶体、接料仓、出料仓、炉体、进气口、出气和抽气口、桶体外侧的大齿轮和与之啮合的传动齿轮、托辊等构成。
3.根据权利要求1所述的一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法,其特征在于:回转窑桶体内设有螺旋纹,保证物料在桶体内有序前进。
4.根据权利要求1所述的一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法,其特征在于:旋转炉外炉体密封、抽真空和通入保护性气氛。
5.根据权利要求1所述的一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法,其特征在于:生产的工艺路线是配料、机械强力粉碎、搅拌球磨粉碎、压丸、真空回转窑烧结、机械强力粉碎、球磨包覆导电碳、测试包装。
CNA2006101491097A 2006-11-17 2006-11-17 一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法 Pending CN101186289A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101491097A CN101186289A (zh) 2006-11-17 2006-11-17 一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101491097A CN101186289A (zh) 2006-11-17 2006-11-17 一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101186289A true CN101186289A (zh) 2008-05-28

Family

ID=39478953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006101491097A Pending CN101186289A (zh) 2006-11-17 2006-11-17 一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101186289A (zh)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101780948A (zh) * 2010-03-30 2010-07-21 佛山市南海万兴材料科技有限公司 一种用于烧结磷酸锂的烧结装置
CN101857215A (zh) * 2010-06-22 2010-10-13 中国人民解放军国防科学技术大学 一种高振实密度磷酸铁锂LiFePO4的生产制备方法
CN101986072A (zh) * 2010-12-02 2011-03-16 恒正科技(苏州)有限公司 浆料喷射进料的球磨回转炉及其应用
CN101986076A (zh) * 2010-12-02 2011-03-16 恒正科技(苏州)有限公司 带浆料喷射系统的球磨回转炉及其应用
CN101671012B (zh) * 2009-10-13 2011-07-20 恒正科技(苏州)有限公司 电化学活性材料的制造方法
CN102261834A (zh) * 2010-05-24 2011-11-30 惠介人 磷酸铁锂离子动力电池材料真空烧结炉
CN102354744A (zh) * 2011-10-08 2012-02-15 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种提高磷酸铁锂批量生产稳定性的方法
CN102795612A (zh) * 2012-08-22 2012-11-28 曹景池 一种带真空室的静态磷酸铁锂气氛保护自动烧结窑炉
CN103098269A (zh) * 2010-08-26 2013-05-08 宇部兴产株式会社 电极材料的连续制造方法
CN104269523A (zh) * 2014-08-29 2015-01-07 江苏华东锂电技术研究院有限公司 粉体烧结系统
CN104482762A (zh) * 2014-11-13 2015-04-01 孔庆虹 一种稀土永磁的连续氢处理装置
CN104760993A (zh) * 2015-03-27 2015-07-08 成都德联微纳科技有限公司 Ti4O7粉体的动态连续制备方法与烧结装置
CN104760994A (zh) * 2015-03-27 2015-07-08 成都德联微纳科技有限公司 Ti5O9粉体的动态连续制备方法与烧结装置
CN105428589A (zh) * 2015-11-13 2016-03-23 江苏南大紫金锂电智能装备有限公司 锂电池正极材料智能生产工艺
CN105470469A (zh) * 2015-12-30 2016-04-06 山东精工电子科技有限公司 一种立式磁红外高压一体炉制备磷酸铁锰锂正极材料的合成方法
CN106252620A (zh) * 2016-08-17 2016-12-21 浙江美思锂电科技有限公司 一种采用cvd低温制备碳包覆磷酸铁锂正极材料的方法
CN107146877A (zh) * 2017-05-03 2017-09-08 武汉理工大学 一种氟氧磷酸盐锂离子电池材料的制备方法及正极片与锂离子电池
CN107230779A (zh) * 2017-05-03 2017-10-03 武汉理工大学 一种高温稳定的相变型氟硫酸铁锂电池材料的制备方法及电极片与锂离子电池的使用方法
CN112980669A (zh) * 2021-03-18 2021-06-18 杨庭敢 一种用于生物大分子提取的可拆卸孔板
CN113213449A (zh) * 2021-04-22 2021-08-06 湖南阿斯米科技有限公司 锂离子电池石墨类负极材料/锂离子电池磷酸盐、三元正极材料连续反应处理方法
CN115432684A (zh) * 2022-09-09 2022-12-06 株洲冶炼集团股份有限公司 一种使用气氛回转窑进行烧结制备磷酸铁锂的方法
CN115849323A (zh) * 2022-11-22 2023-03-28 株洲冶炼集团股份有限公司 一种改善碳包覆效果的高效磷酸铁锂烧结方法

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101671012B (zh) * 2009-10-13 2011-07-20 恒正科技(苏州)有限公司 电化学活性材料的制造方法
CN101780948A (zh) * 2010-03-30 2010-07-21 佛山市南海万兴材料科技有限公司 一种用于烧结磷酸锂的烧结装置
CN101780948B (zh) * 2010-03-30 2012-09-19 佛山市南海万兴材料科技有限公司 一种用于烧结磷酸铁锂的烧结装置
CN102261834A (zh) * 2010-05-24 2011-11-30 惠介人 磷酸铁锂离子动力电池材料真空烧结炉
CN101857215A (zh) * 2010-06-22 2010-10-13 中国人民解放军国防科学技术大学 一种高振实密度磷酸铁锂LiFePO4的生产制备方法
CN103098269A (zh) * 2010-08-26 2013-05-08 宇部兴产株式会社 电极材料的连续制造方法
CN101986072B (zh) * 2010-12-02 2012-01-11 恒正科技(苏州)有限公司 浆料喷射进料的球磨回转炉及其应用
CN101986076A (zh) * 2010-12-02 2011-03-16 恒正科技(苏州)有限公司 带浆料喷射系统的球磨回转炉及其应用
CN101986076B (zh) * 2010-12-02 2012-10-10 恒正科技(苏州)有限公司 带浆料喷射系统的球磨回转炉及其应用
CN101986072A (zh) * 2010-12-02 2011-03-16 恒正科技(苏州)有限公司 浆料喷射进料的球磨回转炉及其应用
CN102354744A (zh) * 2011-10-08 2012-02-15 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种提高磷酸铁锂批量生产稳定性的方法
CN102795612A (zh) * 2012-08-22 2012-11-28 曹景池 一种带真空室的静态磷酸铁锂气氛保护自动烧结窑炉
CN102795612B (zh) * 2012-08-22 2014-04-02 曹景池 一种带真空室的静态磷酸铁锂气氛保护自动烧结窑炉
CN104269523A (zh) * 2014-08-29 2015-01-07 江苏华东锂电技术研究院有限公司 粉体烧结系统
CN104482762A (zh) * 2014-11-13 2015-04-01 孔庆虹 一种稀土永磁的连续氢处理装置
CN104482762B (zh) * 2014-11-13 2016-05-04 孔庆虹 一种稀土永磁的连续氢处理装置
CN104760994A (zh) * 2015-03-27 2015-07-08 成都德联微纳科技有限公司 Ti5O9粉体的动态连续制备方法与烧结装置
CN104760993A (zh) * 2015-03-27 2015-07-08 成都德联微纳科技有限公司 Ti4O7粉体的动态连续制备方法与烧结装置
CN105428589B (zh) * 2015-11-13 2018-05-08 常州百利锂电智慧工厂有限公司 锂电池正极材料智能生产工艺
CN105428589A (zh) * 2015-11-13 2016-03-23 江苏南大紫金锂电智能装备有限公司 锂电池正极材料智能生产工艺
CN105470469A (zh) * 2015-12-30 2016-04-06 山东精工电子科技有限公司 一种立式磁红外高压一体炉制备磷酸铁锰锂正极材料的合成方法
CN105470469B (zh) * 2015-12-30 2017-10-13 山东精工电子科技有限公司 一种立式磁红外高压一体炉制备磷酸铁锰锂正极材料的合成方法
CN106252620A (zh) * 2016-08-17 2016-12-21 浙江美思锂电科技有限公司 一种采用cvd低温制备碳包覆磷酸铁锂正极材料的方法
CN106252620B (zh) * 2016-08-17 2019-05-07 浙江美思锂电科技有限公司 一种采用cvd低温制备碳包覆磷酸铁锂正极材料的方法
CN107146877A (zh) * 2017-05-03 2017-09-08 武汉理工大学 一种氟氧磷酸盐锂离子电池材料的制备方法及正极片与锂离子电池
CN107230779A (zh) * 2017-05-03 2017-10-03 武汉理工大学 一种高温稳定的相变型氟硫酸铁锂电池材料的制备方法及电极片与锂离子电池的使用方法
CN112980669A (zh) * 2021-03-18 2021-06-18 杨庭敢 一种用于生物大分子提取的可拆卸孔板
CN113213449A (zh) * 2021-04-22 2021-08-06 湖南阿斯米科技有限公司 锂离子电池石墨类负极材料/锂离子电池磷酸盐、三元正极材料连续反应处理方法
CN115432684A (zh) * 2022-09-09 2022-12-06 株洲冶炼集团股份有限公司 一种使用气氛回转窑进行烧结制备磷酸铁锂的方法
CN115849323A (zh) * 2022-11-22 2023-03-28 株洲冶炼集团股份有限公司 一种改善碳包覆效果的高效磷酸铁锂烧结方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101186289A (zh) 一种真空回转窑生产磷酸铁锂材料的工艺方法
CN102180454B (zh) 利用动态烧结法制备磷酸亚铁锂的方法及其烧结装置
TW544967B (en) Methods of making lithium metal compounds useful as cathode active materials
CN111952590A (zh) 一种提升安全和循环性能的锂离子电池正极材料及制备方法
CN112125353B (zh) 锂离子电池用高镍三元正极材料的制备方法
CN102219262B (zh) 一种改进的低热固相反应制备层状富锂锰镍氧化物的方法
CN101807696A (zh) 一种用于锂离子电池负极的磷酸钛锂材料及其制备方法
CN106252620B (zh) 一种采用cvd低温制备碳包覆磷酸铁锂正极材料的方法
CN109817926A (zh) 一种预锂化材料及其制备方法和锂电池
CN1322615C (zh) 掺杂和表面包覆的镍钴酸锂的制备方法
CN114314548A (zh) 钛、锆共掺杂碳包覆磷酸铁锂材料及其制备方法与应用
CN101920952B (zh) 一步法生产磷酸铁锂正极材料的工艺及设备
CN102745663A (zh) 制备磷酸铁锂材料的方法
CN113991112A (zh) 一种掺杂纳米二氧化钛磷酸铁锂正极材料的制备方法
CN102386411A (zh) 一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法
CN101671012B (zh) 电化学活性材料的制造方法
CN112678879A (zh) 一种单晶三元正极材料的制备方法
CN111446433A (zh) 锂电池用正极复合材料及其制备方法
JP2000169151A (ja) マンガン酸リチウムの製造方法
CN102997651B (zh) 制备锂离子电池钛酸锂负极材料的推板炉及其方法
CN112320857A (zh) 一种分体式回转窑制备三元正极材料的方法
CN110176595B (zh) 一种锂离子电池正极材料LiMnO2@C及其制备方法
CN117208878A (zh) 一种量产高压实密度磷酸铁锂的烧结方法
CN102522526B (zh) 转炉式锂电池正极或负极材料的生产设备及工艺
CN110015699A (zh) 一种过渡金属锂氧化物的制备方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: JIANGSU RUIDI ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: YU WEIJIE

Effective date: 20090918

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20090918

Address after: 7, 188 North Hai Road, Haimen, Haimen, Jiangsu, China: 226100

Applicant after: Jiangsu Ruidi Energy Technology Co., Ltd.

Address before: Can day apartment, pheasant City Industrial Park, Zhejiang, Changxing County Province, China: 313100

Applicant before: Yu Weijie

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080528