LMFP, hay lithium mangan sắt photphat, đang nhận được rất nhiều sự chú ý trong ngành công nghiệp pin năng lượng thời gian gần đây. Bằng cách thêm mangan vào cấu trúc LFP, điện áp nền tăng từ khoảng 3,4V lên khoảng 4,1V, giúp tăng mật độ năng lượng trong khi vẫn giữ được những lợi thế về an toàn và chi phí của lithium sắt photphat. Đối với các nhà sản xuất ô tô đang cố gắng cân bằng giữa phạm vi hoạt động và chi phí, LMFP có vẻ là một lựa chọn trung hòa hấp dẫn. Tuy nhiên, việc sản xuất vật liệu catốt LMFP chất lượng cao phụ thuộc rất nhiều vào bước nghiền bột.
Vì sao kích thước hạt lại quan trọng đối với LMFP
Kích thước và sự phân bố hạt của vật liệu catốt ảnh hưởng trực tiếp đến lớp phủ dạng huyền phù, mật độ ép và cuối cùng là khả năng hoạt động ở tốc độ cao và tuổi thọ chu kỳ của pin. Vật liệu LMFP thiêu kết thường cứng và dễ bị vón cục, do đó không thể sử dụng trực tiếp trong sản xuất pin. Thông thường, các nhà sản xuất hướng đến kích thước D50 nằm trong khoảng từ 1 đến 5 micron với sự phân bố hẹp, có nghĩa là tỷ lệ D90/D10 không nên quá chênh lệch.
Nếu các hạt quá thô, đường dẫn vận chuyển ion liti sẽ dài hơn. Nếu sự phân bố quá rộng, các hạt mịn sẽ lấp đầy khoảng trống giữa các hạt lớn hơn. Điều đó có thể làm tăng mật độ nén trên giấy, nhưng lại tạo ra độ xốp không đồng đều và khả năng thấm ướt chất điện giải kém, làm giảm hiệu suất của pin.
Vì sao công nghệ phay tia nước phù hợp với LMFP
phay phản lực Phương pháp này hoạt động hiệu quả với các vật liệu catốt cứng, giòn như LMFP. Nó sử dụng luồng khí tốc độ cao để tăng tốc các hạt và phá vỡ chúng thông qua va chạm giữa các hạt. Vì không có chất mài mòn nào được sử dụng, nên sự nhiễm bẩn kim loại là tối thiểu.
Vật liệu LMFP rất nhạy cảm với các chất gây ô nhiễm từ tính như sắt, crom và niken. Ngay cả một lượng nhỏ cũng có thể làm tăng hiện tượng tự phóng điện và ảnh hưởng đến độ an toàn của pin. Máy nghiền tia với buồng nghiền lót gốm hoặc hoàn toàn bằng gốm giúp kiểm soát rủi ro này.
Tránh các vấn đề thường gặp khi mài
Nghiền bằng tia khí không phải là một quy trình thiết lập một lần rồi bỏ mặc. Bột LMFP càng mịn thì diện tích bề mặt riêng và năng lượng bề mặt càng cao, điều này làm tăng khả năng kết tụ lại. Nếu áp suất vòi phun, tốc độ phân loại, tốc độ cấp liệu và lưu lượng khí vận chuyển không được phối hợp đúng cách, bột có thể vượt qua thử nghiệm D50 nhưng vẫn chứa các cụm kết tụ thứ cấp có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi điện tử quét (SEM).
Điều này đặc biệt phổ biến trong các thử nghiệm thí điểm. Đường cong phân loại cần được điều chỉnh dựa trên trạng thái thiêu kết và kích thước hạt ban đầu của nguyên liệu thô. Mục tiêu là ổn định đồng thời D50, D90 và diện tích bề mặt riêng, chứ không chỉ một con số duy nhất.
Kiểm soát độ ẩm và oxy
Kiểm soát độ ẩm là một chi tiết khác không thể bỏ qua. Giống như hầu hết các vật liệu catốt, LMFP rất nhạy cảm với độ ẩm. Nếu hơi ẩm xâm nhập vào bột trong quá trình nghiền, trạng thái bề mặt sẽ thay đổi, điều này sau đó ảnh hưởng đến độ nhớt và độ phân tán trong quá trình phủ carbon hoặc trộn hỗn hợp dạng sệt.
Đó là lý do tại sao nhiều dây chuyền mài LMFP sử dụng hệ thống tuần hoàn kín khí nitơ. Hệ thống này giúp ngăn chặn hơi ẩm và oxy, đồng thời giảm nguy cơ cháy nổ do bụi. Khi đánh giá thiết bị, cần chú ý kỹ đến độ kín khí, việc giám sát oxy và hiệu quả của bộ lọc bụi.
Lựa chọn thiết bị cho LMFP
Máy nghiền phun tầng sôi được sử dụng rộng rãi để nghiền LMFP. Vật liệu được làm cho ở dạng tầng sôi bên trong buồng nghiền, do đó các hạt va chạm đồng đều hơn và bột thành phẩm có sự phân bố kích thước tập trung hơn. Đối với các mục tiêu rất mịn, chẳng hạn như D50 dưới 2 micron, thiết kế phun đối diện nhiều vòi phun có thể tạo ra năng lượng va đập lớn hơn.
Việc lựa chọn bộ phân loại cũng rất quan trọng. Các thiết kế bộ phân loại và đường cong tốc độ khác nhau phù hợp với các kích thước mục tiêu khác nhau, và nhà cung cấp thường lựa chọn sao cho phù hợp với yêu cầu của khách hàng.
Epic Powder hỗ trợ quá trình nghiền LMFP như thế nào?
Đang lấy Bột sử thi'S Máy nghiền phun tầng sôi dòng MQW Ví dụ, thiết bị này đã được sử dụng trong nhiều dự án vật liệu pin, bao gồm LFP, LCO và vật liệu catốt ba thành phần. Kinh nghiệm đó rất phù hợp với LMFP.
Buồng nghiền có thể được lót bằng gốm alumina hoặc zirconia, và bộ phận phân loại cũng có thể được trang bị các bộ phận bằng gốm để giảm thiểu ô nhiễm kim loại. Đối với khách hàng có yêu cầu nghiêm ngặt về giới hạn độ ẩm và oxy, hệ thống tuần hoàn kín nitơ có thể giữ mức oxy rất thấp và ngăn ngừa sự hấp thụ hơi ẩm của bột.
Đối với LMFP, quy trình mà nhiều nhà sản xuất vẫn đang trong giai đoạn thẩm định, chúng tôi thường khuyên nên bắt đầu với một thiết bị quy mô phòng thí nghiệm. Chạy thử một mẻ, xác nhận D50, D90, diện tích bề mặt riêng và mức độ tạp chất, sau đó mở rộng quy mô khi quy trình ổn định.
Gia công bằng tia nước LMFP trong thực tiễn
Trường hợp 1:
Một nhà phát triển vật liệu pin đã gửi cho chúng tôi một lô 5 kg bột LMFP thiêu kết được nghiền bằng máy nghiền thông thường. Đường kính hạt D50 khoảng 8 micron, nhưng sự phân bố hạt rộng và hình ảnh SEM cho thấy các cụm hạt dày đặc. Khách hàng muốn xem liệu phương pháp nghiền bằng tia khí có thể giảm D50 xuống dưới 3 micron trong khi vẫn giữ cho tạp chất từ tính dưới 50 ppb hay không.
Chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm trên máy nghiền tầng sôi MQW quy mô phòng thí nghiệm với buồng nghiền lót gốm và hệ thống thổi khí nitơ. Sau ba lần điều chỉnh thông số, bột thành phẩm đạt kích thước D50 là 2,3 micron, D10 là 0,9 micron và D90 là 5,1 micron. Các cụm hạt đã được phân tán phần lớn, và mức độ tạp chất từ tính luôn ở mức thấp hơn mục tiêu. Điều này cung cấp cho khách hàng đủ dữ liệu để chứng minh tính khả thi của việc sản xuất thử nghiệm quy mô thí điểm.
Trường hợp 2:
Một nhà sản xuất vật liệu catốt ở Trung Quốc đang lên kế hoạch cho dây chuyền LMFP mới và cần một giải pháp nghiền có thể xử lý 500 kg mỗi giờ với kích thước hạt ổn định và mức độ tiếp xúc với oxy thấp. Mục tiêu D50 là từ 2 đến 4 micron, và nồng độ oxy trong quá trình nghiền phải duy trì dưới 100 ppm.
Dựa trên kết quả thí nghiệm, chúng tôi đã đề xuất sử dụng máy nghiền tầng sôi MQW với hệ thống tuần hoàn kín nitơ, bộ phân loại gốm và hệ thống giám sát oxy tự động. Sau khi vận hành thử, dây chuyền hoạt động đạt công suất mục tiêu với kích thước hạt D50 ổn định trong khoảng từ 2,5 đến 3,2 micron. Hệ thống tuần hoàn kín giữ mức oxy dưới 50 ppm, và các bộ phận chịu mài mòn bằng gốm giúp giảm thiểu ô nhiễm kim loại so với hệ thống trước đây của khách hàng.
Những điều cần lưu ý khi mua máy cắt tia nước cho LMFP
Khi mua máy nghiền khí nén cho công nghệ LMFP, đừng chỉ tập trung vào năng suất. Điều quan trọng hơn là liệu máy có thể sản xuất bột đạt tiêu chuẩn một cách nhất quán hay không, khả năng kiểm soát tạp chất kim loại và các hạt từ tính tốt đến mức nào, hệ thống bảo vệ bằng khí trơ có đáng tin cậy không, việc vệ sinh giữa các mẻ sản xuất có dễ dàng không, và nhà cung cấp có đủ kinh nghiệm trong lĩnh vực vật liệu pin hay không.
LMFP có đặc tính khác với LFP và NCM, do đó việc sao chép các thông số quy trình từ các vật liệu khác thường không hiệu quả.
Hãy bắt đầu bằng một cuộc thử nghiệm.
Nếu dự án LMFP của bạn gặp phải các vấn đề tắc nghẽn trong quá trình nghiền, chẳng hạn như kích thước hạt không thể giảm xuống, phân bố quá rộng, vón cục nghiêm trọng hoặc ô nhiễm kim loại vượt quá giới hạn, bước đầu tiên tốt nhất là thử nghiệm với số lượng nhỏ. Hãy lập bản đồ đặc tính của nguyên liệu thô so với các thông số kỹ thuật mục tiêu và thông số thiết bị trước khi chuyển sang sản xuất quy mô lớn.
Epic Powder cung cấp hỗ trợ toàn diện, từ khâu nghiền thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đến thiết kế dây chuyền hoàn chỉnh. Chúng tôi có thể đề xuất cấu hình máy móc và máy phân loại phù hợp dựa trên đặc tính sản phẩm của bạn. Hãy gửi nguyên liệu cho chúng tôi, chúng tôi sẽ tiến hành thử nghiệm trước, sau đó cùng thảo luận về giải pháp. Cách tiếp cận này giúp giảm thiểu rủi ro mua hàng và rút ngắn thời gian vận hành.
Bột sử thi
Tại Epic Powder, chúng tôi cung cấp nhiều loại thiết bị và giải pháp tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu cụ thể của bạn. Đội ngũ của chúng tôi có hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực chế biến các loại bột khác nhau. Epic Powder chuyên về công nghệ chế biến bột mịn cho ngành công nghiệp khoáng sản, hóa chất, thực phẩm, dược phẩm, v.v.
Liên hệ với chúng tôi Liên hệ ngay hôm nay để được tư vấn miễn phí và giải pháp phù hợp!
Cảm ơn bạn đã đọc. Tôi hy vọng bài viết của tôi có ích. Vui lòng để lại bình luận bên dưới. Bạn cũng có thể liên hệ EPIC Đại diện khách hàng trực tuyến của Powder Zelda cho bất kỳ yêu cầu thêm nào.”
— Emily Trần, Kỹ sư