Het productieproces van LiFePO4 omvat twee hoofdstadia:
synthese van kathodematerialen en productie van batterijcellen.
Voor de kathode worden grondstoffen gemengd en verhit in een sinterproces bij hoge temperatuur om LiFePO4-poeder te vormen, dat vervolgens wordt verfijnd tot een hoogwaardig kathodemateriaal. Bij de productie van cellen wordt dit kathodemateriaal gemengd tot een slurry met bindmiddelen en oplosmiddelen, gecoat op een metaalfolie en vervolgens samen met een anode, separator en elektrolyt samengevoegd tot een batterijcel .
1. Kathodemateriaalsynthese (productie van LiFePO4-poeder)
- Grondstofbereiding : Hoogzuivere bronnen van ijzer, lithium en fosfaat worden gemengd. Dit gebeurt vaak via een vastestofproces met lithiumcarbonaat, ijzerzouten en een fosforzuurbron.
- Mengen en malen : De grondstoffen worden gemengd en gemalen tot een uniform basispoeder.
- Sinteren : Het mengsel wordt verhit tot hoge temperaturen (
700−800∘C700 min 800 verhoogd naar de samengestelde met macht cap C700−800∘𝐶) in een stikstofatmosfeer om de LiFePO4-olivijnstructuur te vormen. Koolstofbronnen zoals glucose of sucrose kunnen worden toegevoegd om een koolstofcoating te creëren, wat de geleidbaarheid verbetert.
- Raffinage : Het gesinterde materiaal wordt gemalen en gezeefd om de gewenste deeltjesgrootte te verkrijgen. Hierbij worden methoden als straalmalen gebruikt om een fijn poeder te produceren.
2. Productie van batterij cellen deze video wordt uitgelegd hoe een LiFePO4-accu is opgebouwd: Video
- Slurry mengen : Het geraffineerde LiFePO4-poeder wordt gemengd met een oplosmiddel, een geleidend additief (zoals roet) en een bindmiddel om een uniforme, luchtbelvrije slurry te creëren. Hetzelfde proces wordt toegepast op het anodemateriaal, meestal grafiet.
- Coating : De kathodesuspensie wordt gelijkmatig aangebracht op aluminiumfolie, en de anodeslurry wordt aangebracht op koperfolie.
- Drogen en rollen : De gecoate folies worden gedroogd om oplosmiddelen te verwijderen en vervolgens ‘gekalandeerd’ (geperst) tot een specifieke dikte om een goed contact tussen het actieve materiaal en de stroomcollector te garanderen.
- Voorbereiding van de elektrode : De lange elektrodeplaten worden in de juiste breedtes gesneden en voorzien van lipjes.
- Celopbouw : De kathodeplaat, separator en anodeplaat worden op elkaar gewikkeld of gestapeld om de kern van de cel te vormen. Deze kern wordt vervolgens in de behuizing geplaatst en de cel wordt gevuld met elektrolyt.
- Vorming en veroudering : De cel wordt voor de eerste keer geladen (vorming) om de vaste elektrolyt-interfase (SEI)-laag te creëren en ondergaat vervolgens verouderingstesten om de prestaties en stabiliteit ervan te bepalen.
Bekijk deze video om te zien hoe LiFePO4-accupakketten in een fabriek worden getest: Video
De opbouw van een LiFePo4 cel.
De productie van een LiFePo4 Cel: Video