特性

电动汽车（EV）电池生产中的正极活性材料

掌握制造工厂的成本所有权：案例研究

对于电动汽车交通方式而言，持续开发和部署可靠的储能设备（例如锂离子充电电池）的需求日益重要。近年来，电动汽车行业在正极活性材料 (CAM) 方面取得了诸多进展，其结构和性能均有显著改善。这些材料会影响电池的能量密度、功率密度、循环寿命和安全性。

 

正极（阴极）由高纯度的锂金属氧化物混合物组成。其化学成分和晶体结构越均匀，电池性能和寿命就越好。CAM（正极活性材料）的生产工艺复杂，需要经过多个化学转化阶段，涉及固态、液态和气态产物，才能获得纯净的活性材料混合物。由于CAM的质量影响着电池本身的整体性能及其每千瓦时成本，因此化学公司的质量保证控制也变得越来越严格。为了满足电动汽车电池制造商的规格要求，在不同的制造阶段都需要高性能过滤解决方案，以生产出纯净均匀的正极活性材料。

 

  • 挑战

  • 解决方案

一家大型化学公司希望在其新建的制造工厂的生产线上安装合适的过滤解决方案，以生产高能正极活性材料。为了实现这一目标，该公司需要提高工艺控制标准，为电动汽车电池制造商提供高纯度、性能卓越的正极活性材料 (CAM)。该化学公司对其生产设施进行了初步可行性和定义研究，涵盖30多条生产线，包括液体和气体公用设施。

Example of CAM Manufacturing Process for Nickel-Maganese-Cobalt (NMC) lithium batteries

锂离子电池NMC正极活性材料生产过程中不同阶段所需的精细过滤

颇尔所提供的过滤和分离解决方案主要取决于不同工艺线的运行条件以及达到适当纯度所需的微米等级，因为活性物质的粒径分布非常窄。根据工艺线的不同，我们选择单元件或多元件、单相或双相不锈钢容器，以确保最佳过滤性能，同时最大限度地降低总成本。

 

总体而言，我们选择使用以下技术：

 

  • Pall Ultipleat® 大流量滤芯（CAS 系列 - 1 µm）适用于 NiSO4、MnSO4、CoSO4、NaOH 和 SO4 纯稀释溶液或混合溶液
  • Pall Profile® Coreless 0.3 µm 适用于公用管线（氮气、氧气、压缩空气）
  • Pall Poly-Fine® II 或 Pall Varafine® VFTR 0.45 µm 适用于溶剂和碳酸盐溶液（DMC、DEC、EC、PC）。除这些过滤器系列外，还在多条生产线上安装了各种液体和气体过滤元件以及陶瓷膜。
Functional Principle of a Lithium Battery

锂电池的功能原理

  

结论

颇尔与这家化学公司合作，为其新工厂选择了最佳的过滤和分离技术及解决方案，旨在为电动汽车电池制造商提供高质量的正极活性材料。包括公用设施在内的30多条生产线均配备了高性能过滤器（过滤精度低至0.3微米）。生产线上采用了多种不同的容器配置，以最大限度地降低拥有成本，确保持续生产，并简化维护操作。