浅谈锂电正极材料生产车间除尘.pdf

霉：!塑．!燕凰．浅谈锂电正极材料生产车间除尘李月涛(石家庄百思特电池材料有限公司，河北石家庄05003 1)隋要】锂电矗极材料车间的除尘是一个复杂而重要的问题，针对不同的工序要采用不同的方法锂电匝极材料车间的除尘需要长期的发展和持续的提高饫罐词】除尘；通风随着锂离子电池的大量应用和锂离子电池生产的大量展开，锂离子电池正极材料的需求也日益增多，在2009年全球的正极材料生产量为3万吨．我国约1万吨正极材料的生产工艺一般采用固相合成方法，即在高温条件下烧成材料，在此条件下材料一般烧结成块，这样需要破碎，在实际生产中破碎的强度—般较大，这不可避免的产生灰尘1粉尘的种类和除尘方法粉尘的颗粒的直径一般在1 oo—001 um之间1 00um以上的粉尘，由于重力作用很快降不能在空中长期停留，不成为除尘对象10um以上的粉尘易于分离，能够通过合适的除尘设备去除10～0．01 um的粉尘，特别是1 um以下的粉尘分离较困难大---y-5um的粉尘由于惯性作用可被鼻毛和呼吸道粘液拦截，小于05um的粉尘也可被t呼吸道表面粘液粘附后随痰部分拦截在0．5～5um之间的粉尘则可通过呼吸道直接到达肺部，沉积下来危害人体。

粉尘的粒径和粒径的分布对除尘系统有重要意义，粒径大的粉尘可通过惯性分离，旋风除尘器分离等粒径小则需要电除尘，布袋除尘等分离粉尘的真密度和堆积密度对除尘的效率有重要影响，密度越大越容易除掉常用除尘器的类型和应用范围1)重力除尘器：利用重力作用使得粉尘粒子在管道或沉降池内沉降，只能分离直径较大的粉尘，这种装置结构简单运行费用低，阻力小但效率低体积大2)惯性除尘器：利用粉尘在运动中的惯性将粉尘从气体中分离的设备，这种装置的结构简单，阻力小，但效率低3)旋风除尘器：旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力，将粉尘从气体中分离的一种装置它结构简单，动力消耗不大，广泛得应用在工业领域，—般做为布袋除尘的前级，在不重要的场合直接作为除尘的末级它对-T--分离5um以上的粉尘效率较高4)过滤式除尘器：过滤式除尘器是是含尘气体通过过滤介质使得粉尘和气体分离的装置过滤式除尘器的效率很高能除去1—5um以上的粉尘，可以除去0．1 um的粉尘，但它的压头损失较大动力消耗较大另外—般布袋的耐温都较低它不适用于高温除尘5)电除尘器：电除尘器是利用含尘气体电离带点然后在电场的作用下分离的装置，它能有效的分离粉尘除尘效率可达99％，对于小于1um的小颗粒粉尘也能很好的分离，而且它能在高温下工作。

电除尘器广泛的应用在化工，发电，冶金等工业领域电除尘器的缺点是初期投资大，结构比较复杂2锂电正极材料的特点和适用的除尘方式锂电正极材料目前主要有钴酸锂，锰酸锂，三元材料，磷酸铁锂等其中钴酸锂材料具有充放电电压高、放电电压平稳、能大电流充放电、比能量高、循环性好、工艺性能好等优点，所以率先占领市场是最早也是最广泛应用于商业锂离子电池的正极材料，其主要用于电池，笔记本电池等小型电池它具有a—NaFeO：型的层状结构，这种结构层间的结合力弱，它较容易破碎主要的破碎形式是颚式破碎，机械万能破碎，气流破碎等钴酸锂的振实密度在3．09／cm3左右，粒度：D10：3-4urn，D50 7-10um，D90：18～22um，最大颗粒直径小于41．43umo比表面积02～05m2，go锰酸锂材料具有安全性好、资源丰富、价格低廉、能够大电j宽充放电等优点它是今年来研究的重点领域，特别是在动力电池的应方面如电动自行车、电动工具和电动汽车等方面，世界各国的电池企业都在打力发展以锰酸锂为主体的动力电池体278丽面虿刃行’系，其将在i匠几年有大的发展锰酸锂的主要缺点是高温性能不好和储存性能不好钴酸锂和锰酸锂主要产生粉尘的生产工序：各种破碎工序、出装坩埚工序、包装工序。

颚式破碎机是粗破是将大块的物科破碎成5～1 Omm的，J、块此处的粉尘量较小并且主要是大颗粒和少量烟尘，因此适用重力除尘器除去大的颗粒，少量烟尘集中收集最后用布袋除尘器分离颚式破碎后物料要到万能破碎机进行进—步的破碎，万能破碎机是用机械打击的方法来破碎物料的，产能较大，它产生很大的灰尘，粉尘的粒度分布从0．5um．200um都有因此，应采用前期用旋风除尘器除尘后期用布袋除尘器除尘，这样将大量大的颗粒被旋风除尘器分离，少量细小的粉尘被布袋除尘器分离在实践应用上90％的粉尘由旋风除尘器捕捉，1 O％的粉尘由布袋除尘器捕捉气流破碎本身配有旋风和布袋除尘设备基本能够将粉尘捕捉出、装坩埚工序产生的粉尘和颚式破碎机产生的少量烟尘类似，采用收集后由布袋除尘器捕捉，由于出、装坩埚是人工操作^和物科的距离较近不易分离，在实践中我们采用i黼窗的形式较好的解决了此问题包装也是粉尘较大的工序，这时主要采用密闭和人机料隔离的办法解决三元材料同钴酸锂、锰酸锂相比增加了前躯体的制备工序，前躯涔制备工序主要是湿法仅在最后烘干破碎时有粉尘产生，其基本和万能破碎相似磷酸铁锂材料的粒度更小密度更小，其生产更易产生粉尘，事物都有两面性，密度小更容易随风收集，这样在磷酸铁锂的生产中要更多的采用布袋除尘器来捕捉灰尘。

3进—步韵降低车间粉尘浓度即使我们采用了大量的除尘设备和装置，但每种除尘设备的除尘效率都不是1 oa％总有—部分粉尘残留，另外在好多的位置我们不能采用除尘装置，如运输过程中这样在车间中总有粉尘的残留，这对操作者的健康是—个威胁由于残留的量轻l、我们可以采用通风的办法将车间内的粉尘的浓度将低，同时由于锂电正极材料是采用固相反应的方法，采用电炉加热保温，这洋车间的温度较高也需要i酊k在实践中我们采用天窗的办法来实现i砂k仅仅采用通风的办法也有将粉尘排到车间外污染环境弊端，因此应采用二次除尘的方法，即将车间的气体通过布袋除尘或电除尘的方式捕捉粉尘，降低车间粉尘浓度，通过大流量的循环和足量的补充新鲜空气应能将粉尘控制在铡匠的水平从另外的角度考虑，如何防止粉尘的的产生，从源头治理粉尘是另外的一种办法将所有的工序都置于密闭的空间中，运输用气流管道运输，做到人和物料的隔离这应是进一步解决问题的办法，这是一个系统的问题需要，需要大家研究和实践4结语总而言之，锂电正极材料车间除尘和通风是一个需要持续投入财力和人力的工作，这对我国锂电发展很重要参考文献】…1金用淼除雀设备没计【Ml，化学T业出版社．2002．f212哭飞．我固硌动通讯产业及其配套小型电掰的发展电源技术朋)．13l郭炳口，挛新高，杨松青．化学电碌一电池原理及制造技术冲南上业大学出版社，2000．1414田春霞．电动汽车用先进电池的现状及发展电弛．2000．。