Anwendung der Sprühtrocknungstechnologie bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriematerialien
12. Juli 2021|Aufrufe: 1273

Aus einer Mischung von Lithiumacetat und Cobaltacetat als Vorläufer wurde mittels Sprühtrocknung ein Pulvergemisch hergestellt und anschließend wärmebehandelt, um ultrafeines LiCoO₂-Pulver zu erhalten. Das LiCoO₂-Pulver weist eine homogene Partikelgrößenverteilung mit einer Größe von 200–700 nm auf. Die so hergestellte LiCoO₂-Partikel zeigten eine ausgezeichnete elektrochemische Aktivität, die durch den Aufbau einer Testbatterie und die Prüfung ihrer Lade- und Entladekapazität nachgewiesen wurde. Aus Li₂CO₃ und Rutil-TiO₂ als Vorläufer wurde durch Sprühtrocknung und Wärmebehandlung ein sphärisches, poröses Li₄Ti₅O₁₂-Pulver mit einer Partikelgröße von wenigen Mikrometern hergestellt. Das Elektrodenmaterial mit exzellenten Eigenschaften wurde bei einer um 100–300 °C niedrigeren Wärmebehandlungstemperatur als bei der üblichen Festkörperreaktion mit mechanischer Mischung erhalten.

Sprühtrocknung

SprühtrocknungDas Sprühtrocknungsverfahren zeichnet sich durch einen schnellen Trocknungsprozess, hohe Produktionseffizienz und große Ausbeute aus und bietet Vorteile bei der großtechnischen Herstellung von Elektrodenmaterialien. Allerdings müssen bei diesem Verfahren noch einige technische Herausforderungen bewältigt werden: Es gilt sicherzustellen, dass das erhaltene Material eine hohe Sphärizität und eine geeignete Partikelgröße aufweist sowie die Produktdichte und Partikelfließfähigkeit verbessert werden. Die hergestellten Produkte müssen eine einheitliche chemische Zusammensetzung aufweisen, das Elementverhältnis muss den Anforderungen entsprechen, und die Stabilität der elektrochemischen Eigenschaften der Materialien muss gewährleistet sein. Zudem muss sichergestellt werden, dass dieses Verfahren universell einsetzbar ist und sich für die Herstellung verschiedener Elektrodenmaterialien eignet.