锂离子电池制造的首选材料

Hexoloy®SE成为锂离子电池制造首选材料的五个原因

 

电动汽车(EV)的采用不断增长以及对电网规模储能的需求是预测者预测到70年锂离子电池年需求将增长到2022亿美元的两个原因。这表示复合年增长率(CAGR)为24自2017年以来的百分比。
 

除了电动汽车和存储设备外,锂离子电池还广泛应用于手持式电子设备,医疗设备,电动工具和许多其他产品中。 供应商正在通过开发新的电池化学物质以提高能量密度,促进回收工作和扩大电池生产来在多个方面做出回应。

多种阴极化学物质可为目标应用提供能量密度,成本和安全性的最佳组合。 一些流行的公式包括:
LFP——磷酸铁锂(LiFePO4)
NMC——锂镍钴锰氧化物(LiNiCoMnO2)
LCO——钴酸锂(LiCoO2)
NCA——锂镍钴铝氧化物(LiNiCoAlO2)
LMO——锂锰氧化物(LiMn2O4)
锂离子
在高温下运行的辊式炉窑(RHK)在制造阴极粉末中至关重要。 RHK是一种连续烧制炉,由旋转辊制成的炉床在炉内移动产品。 RHK除了用于锂离子电池生产外,还用于生产许多消费产品,例如瓷器和瓷砖。

面对迅速增长的需求,与早期版本的窑炉相比,制造商正在通过新的,更大的RHK来提高产量,它们需要更大的直径和更长的托辊。 这些滚子还必须在大负载下具有长使用寿命和高可靠性。
圣戈班高性能陶瓷和耐火材料 六角形® SE 是一种自粘合细粒(小于 10 µm) 碳化硅 (SiC) 材料,结合了高温操作下的卓越强度和高耐化学腐蚀性。 这里有五个原因 六角形 材料非常适合锂离子电池制造应用中的 RHK。

高温稳定性

在阴极的煅烧过程中,RHK 温度可高达 1,200°C (2,192°F)。 海克斯洛伊® SE 材料的单相成分使其能够在高达 1,600°C 的空气中运行,并导致极低的热膨胀系数 (4.02 x 10-6/°C),使其在恶劣环境应用中非常稳定。

高导热性

六角形® SE 材料的高导热性(34.8°C 时为 1,200 W/mK)使其非常耐热冲击。

极高的硬度

六角形® SE SiC 是可用的最硬的高性能材料之一,比碳化钨硬 50%。 它的密度超过理论值的 95%,并且在不使用任何浸渍剂的情况下基本上是不可渗透的,这意味着在高纯度应用中不会受到污染。 最大限度地减少污染对于高质量电池制造至关重要:金属颗粒尤其具有破坏性,会在成品电池中产生不必要的反应和短路。

高强度

六角形® SE SiC 滚子比渗硅碳化硅 (SiSiC) 具有更高的承载能力; 因此,这些滚筒通常具有更薄的壁。 在大型 RHK 中,Hexoloy® SE 碳化硅滚筒直径可达 50 毫米,壁厚 7 至 8 毫米,长度可达 3350 毫米。 使用更轻、更薄的滚筒实现相同强度的能力使设计人员能够使用功耗更低、成本更低的小型电机来提高能源效率。

几乎通用的耐腐蚀性

高耐腐蚀性能延长产品寿命,降低维护成本并增加正常运行时间。 电池制造中的 RHK 使用多种气体:空气、氧气、氮气、氮气、氢气和 CO2. 此外,一些新的阴极粉末包括腐蚀性化学物质:RHK 必须能够抵抗所有各种气体和配方。

Hexoloy 的许多理想特性® SE SiC 使其成为锂离子电池制造生产线中 RHK 的明确选择。