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正極材料批次一致性差對鋰離子電池的性能有什么影響

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年02月18日  

對于電池制造商而言,正極材料批次間差異越小、一致性越好,成品電池的性能才能越穩定。大家都知道磷酸鐵鋰正極材料的一個最主要缺點就是批次穩定性差,在制漿時往往由于批次波動大,每批次漿料的粘度和固含量都不穩定,這就給使用者帶來了麻煩,需要不停地調整工藝去適應。


提高生產設備的自動化程度是提高磷酸鐵鋰材料批次穩定性的主要手段,然而,目前國內磷酸鐵鋰材料供應商的設備自動化程度普遍較低,技術水平和質量管理能力不高,提供的材料存在不同程度的批次不穩定問題。站在使用者的角度,如果批次差異不能消除,我們希望一個批次的重量越大越好,當然前提是同一個批次的材料均勻穩定。所以為了達到這一要求,鐵鋰材料供應商往往在制成成品后增加一步混合工序,即將幾個批次的材料進行均勻混合,混合釜的容積越大所盛裝的材料就越多,混合出的一個批次的量也就越大。鐵鋰材料的粒徑、比表面積、水分、pH值等指標都會影響到制成漿料的粘度,但往往這些指標都已嚴格控制在一定范圍內,可仍然會出現批次漿料粘度差異大的情況,為了防止批量使用時出現異常,往往在投入使用前模擬生產配方提前制備一些漿料測試粘度,符合要求后再投入使用,但電池制造商如果每次投產前都進行測試會大大降低生產效率,所以便把這項工作前置到材料供應商處,要求材料供應商完成測試符合要求后再發貨。當然隨著技術的進步,材料供應商制程能力的提升,物性指標的散布越來越小,發貨前測試粘度這一步驟就可以省去了。除了以上提到的改善一致性的措施外,我們還應運用質量工具最大程度的削弱這種批次不穩定性,預防質量問題的發生。主要從以下幾個方面著手。


(1)作業規程的建立。


產品的固有質量是設計出來的、更是制造出來的。因此,操作者如何操作對于控制產品質量尤為重要,應建立詳細具體的作業標準。


(2)CTQ的識別。


對影響產品質量的關鍵指標和關鍵工序加以識別,對這些關鍵的管控指標應做特別的監控,并制定相應的應急反應措施。正磷酸鐵路線是當前制備磷酸鐵鋰的主流,其工序包括配料、球磨、燒結、粉碎、包裝等,其球磨工序應作為關鍵工序進行管理,因為球磨后一次粒子粒徑的一致性如果控制不好,成品的粒徑一致性就會受影響,進而會影響到材料的批次一致性。


(3)SPC的使用。


對關鍵過程的關鍵特性參數進行SPC時時監控,對異常點進行剖析,找出導致不穩定的原因、采取有效的糾正措施和預防措施,避免不良品流向客戶端。


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