Materia Cathodica
In apparatu materiarum electrodicarum inorganicarum pro accumulatoribus ionum lithii, reactio status solidi altae temperaturae frequentissime adhibetur. Reactio phasis solidae altae temperaturae: ad processum refertur quo reactantes, inter quas substantiae phasis solidae, per certum tempus ad certam temperaturam reagunt et reactiones chemicas producunt per mutuam diffusionem inter varia elementa, ut composita stabilissima ad certam temperaturam producantur, inter quas reactio solido-solido, reactio solido-gas, et reactio solido-liquido.
Etiam si methodus sol-gel, methodus copraecipitationis, methodus hydrothermalis, et methodus solvothermalis adhibeantur, reactio phasis solidae vel sinteratio phasis solidae alta temperatura plerumque requiritur. Hoc fit quia principium operationis accumulatoris lithium-ion requirit ut materia electrodi eius li+ iterum atque iterum inserere et extrahere possit, ergo structura clathri eius sufficientem stabilitatem habere debet, quod requirit ut crystallinitas materiarum activarum alta sit et structura crystallina regularis. Hoc difficile est assequi sub condicionibus temperaturae humilis, ergo materiae electrodi accumulatorum lithium-ion quae nunc re vera adhibentur plerumque per reactionem status solidi altae temperaturae obtinentur.
Linea productionis ad materiam cathodicam tractandam praecipue comprehendit systema miscendi, systema sinterizationis, systema contundendi, systema abluendi aquae (solum nickelum altum), systema involucri, systema translationis pulveris, et systema moderationis intelligentis.
Cum processus mixtionis humidae in productione materiarum cathodicarum pro accumulatoribus lithium-ion adhibetur, saepe difficultates exsiccationis occurrunt. Solvens varia in processu mixtionis humidae adhibita ad diversos processus et apparatus exsiccationis ducunt. In praesenti, duo genera solventium praecipue in processu mixtionis humidae adhibentur: solventia non aquosa, scilicet solventia organica ut ethanolum, acetonum, etc.; et solventia aquatica. Apparatus exsiccationis ad mixtionem humidam materiarum cathodicarum accumulatorum lithium-ion praecipue includit: siccatorem rotarium vacuum, siccatorem rastrum vacuum, siccatorem pulverizationis, siccatorem taeniae vacuum.
Productio industrialis materiarum cathodicarum pro accumulatoribus lithium-ion plerumque processum synthesis sinterizationis status solidi altae temperaturae adhibet, cuius instrumentum principale et principale est fornax sinterizationis. Materiae primae ad productionem materiarum cathodicarum accumulatorum lithium-ion uniformiter miscentur et siccantur, deinde in fornacem ad sinterizationem imponuntur, et ex fornace in processum contundendi et classificandi exonerantur. Ad productionem materiarum cathodicarum, indices technici et oeconomici, ut temperatura moderata, uniformitas temperaturae, moderatio et uniformitas atmosphaerae, continuitas, capacitas productionis, consumptio energiae et gradus automationis fornacis, magni momenti sunt. In praesenti, instrumenta sinterizationis principalia in productione materiarum cathodicarum adhibita sunt fornax impulsoria, fornax cylindrica et fornax campaniformis.
◼ Fornax cylindrica est fornax cunicularis mediocris magnitudinis cum calefactione et sinterizatione continua.
Secundum atmosphaeram fornacis, sicut fornax impulsoria, fornax cylindrica etiam in fornacem aeream et fornacem atmosphaeram dividitur.
- Fornax aëria: praecipue ad materias sinterandas quae atmosphaeram oxidantem requirunt, ut materiae lithii manganatis, materiae lithii cobalti oxidi, materiae ternariae, etc., adhibetur;
- Fornax atmosphaerica: praecipue adhibita est pro materiis ternariis NCA, materiis lithii ferri phosphatis (LFP), materiis anodicis graphitis, aliisque materiis sinterandis quae protectionem gasis atmosphaerici (ut N2 vel O2) requirunt.
◼ Fornax cylindrica processum frictionis volubilis adhibet, ita longitudo fornacis a vi propulsiva non afficietur. Theoretice, infinita esse potest. Proprietates structurae cavitatis fornacis, melior constantia in coctione productorum, et ampla structura cavitatis fornacis magis conducunt motui fluxus aeris in fornace et evacuationi atque emissioni gummi productorum. Instrumentum praefertur ad substituendum fornacem impulsivam ut vere productionem magnae scalae efficiat.
In praesenti, lithium cobalt oxidum, ternarium, lithium manganas, aliaeque materiae cathodicae accumulatorum lithium-ionum in furno aereo volubili sinterantur, dum lithium ferro phosphas in furno volubili nitrogenio protecto sinteratur, et NCA in furno volubili oxygenio protecto sinteratur.
Materia Electrodi Negativi
Gradus principales processus fundamentalis graphiti artificialis includunt praeparationem, pyrolysim, triturationem globorum, graphitationem (hoc est, tractationem caloris, ut atomi carbonis initio inordinati ordine disponantur, et nexus technici clavis), mixtionem, obductionem, mixturam, cribrationem, ponderationem, involucrum, et repositionem. Omnes operationes sunt subtiles et complexae.
Granulatio in processum pyrolysis et processum cribrationis cum molendino globorum dividitur.
In processu pyrolyseos, materia intermedia 1 in reactorem immitte, aerem in reactore N2 substitue, reactorem claude, electrica calefac secundum curvam temperaturae, ad 200 ~ 300℃ per 1~3 horas agita, deinde ad 400 ~ 500℃ calefac, agita ut materia cum magnitudine particularum 10 ~ 20mm obtineatur, temperaturam demitte et emitte ut materia intermedia 2 obtineatur. Duo genera instrumentorum in processu pyrolyseos adhibentur, reactor verticalis et instrumentum granulationis continuae, quorum ambo eodem principio utuntur. Utraque sub certa curva temperaturae agitant vel moventur ut compositionem materiae et proprietates physicas et chemicas in reactore mutent. Differentia est quod ahenum verticale est modus combinationis aheni calidi et aheni frigidi. Componentes materiae in aheno mutantur agitatione secundum curvam temperaturae in aheno calido. Post completionem, in ahenum refrigerans immittitur ad refrigerandum, et ahenum calidum ali potest. Instrumentum granulationis continuae operationem continuam efficit, cum parva energiae consumptione et magna productione.
◼ Carbonizatio et graphitatio partes indispensabiles sunt. Fornax carbonizationis materias ad temperaturas medias et humiles carbonizat. Temperatura fornacis carbonizationis ad 1600 gradus Celsii pervenire potest, quae necessitatibus carbonizationis satisfacere potest. Moderator temperaturae intellegens altae praecisionis et systema monitorium automaticum PLC (programmatum programmabile programmabile) notitias in processu carbonizationis generatas accurate moderari facient.
Fornax graphitationis, quae temperaturam altam horizontalem, emissionem minorem, verticalem, etc. comprehendit, graphitum in zonam calidam graphiti (ambitum carbonem continentem) ad sinterizandum et liquefaciendum ponit, et temperatura per hoc tempus 3200°C attingere potest.
◼ Tegumentum
Materia intermedia 4 per systema translationis automaticae ad silum transportatur, et materia automatice in arcam promethii a manipulatore impletur. Systema translationis automaticae arcam promethii ad reactorem continuum (fornacem cylindricam) ad obductionem transportat. Materia intermedia 5 obtinetur (sub protectione nitrogenii, materia ad 1150°C secundum certam curvam ascensus temperaturae per 8~10 horas calefacta). Processus calefactionis est apparatum per electricitatem calefacere, et modus calefactionis indirectus est. Calefactio asfaltum altae qualitatis in superficie particularum graphiti in obductionem carbonis pyrolyticam convertit. Per processum calefactionis, resinae in asfalto altae qualitatis condensantur, et morphologia crystallina transformatur (status amorphus in statum crystallinum transformatur). Stratum carbonis microcrystallinum ordinatum in superficie particularum graphiti sphaericarum naturalium formatur, et denique materia graphiti similis obducta cum structura "nucleo-cortice" obtinetur.