大容量、高安全三元正极材料关键制备技术及产业化
发布时间: 2021-11-12
来源: 科技服务团
基本信息
镍基多元氧化物正极材料具有价廉、高放电比容量等优点,是最具应用前景的动力电池正极材料。然而,倍率性能不足、结构和热力学不稳定性严重制约了其规模化应用。“大容量、高安全三元正极材料关键制备技术及产业化”,从稳定晶面暴露和调控团聚两个角度,大容量、高安全三元正极材料关键制备技术具有革命性的创新技术——超声波-表面活性剂辅助技术及颗粒结构定向调控技术。该技术通过对传统无缝管热轧工艺设备的改造升级,提升了设备的加工能力,同时,创新性设计了高温输送隧道与工序间的快速移送装置,最大限度减少坯料和钛合金管在移送过程中的温降,保障了穿孔、轧制、定径、矫正各生产工艺对温度的要求,实现了大尺寸钛合金无缝管的热轧一次成型。研制出适应于钛合金加工用封闭涂料,结合梯度分级加热制度,利用环形炉实现了大尺寸钛合金棒坯的加热,有效避免了棒坯在采用天然气加热时与氧、氮、碳、铁等发生化学反应及吸氢,同时也保证了坯料温度场的均匀性,棒坯出炉时,涂膜完整无变化。本涂料中添加了在轧前温度下发生相变的元素,同时通过控制棒坯的光洁度、涂层厚度,保证了棒坯在摔钢平台摔下时,本涂膜可以完全脱落,既可以保护钛合金不与炉内气体反应,又保证了轧制工序要求,避免了轧制过程中由于温度不均导致的变形不均甚至开裂。在穿孔工序实现了准等温轧制,较大的穿孔变形保证了组织性能的控制,穿孔的延伸系数达到了***, 变形量达到了80%以上,扩径率可达15%,在整个穿孔变形过程中,既有径向压缩,又有横向延展及纵向延伸,这种复杂变形过程中的金属流动,有利于管材内部组织的均匀细化,大大提升其力学性能。
( “大容量、高安全三元正极材料关键制备技术”,在云南能投汇龙科技股份有限公司、深圳市雄韬电源科技股份有限公司等6家省内外企业实现了推广应用,三年新增销售额累计近6亿元。该发明显著提高了低镍正极材料倍率性能,解决了高镍材料结构和热力学稳定性差等问题,实现了连续规模化生产和企业推广应用。