锂离子电池正极材料规模化生产技术
作者：何向明，王莉，虞兰剑 编著
出版时间：2017年版
内容简介
《锂离子电池正极材料规模化生产技术》针对锂离子电池正极材料大规模生产中的具体工艺及设备，以主流工艺（湿法制备前驱体—高温固相合成技术路线）中的前驱体制备与设备、过程工艺参数及检测仪表、原料的处理与输送设备、正极材料的生产与计量、自动化生产与智能控制、安全防护等作为研究对象，结合编著者多年的工作经验，讨论了正极材料大规模工业化生产中的自动化、智能化工厂的设计，以及产品质量的控制设备仪表的选择安装操作等内容；重点介绍了大规模生产中的自动控制技术和设备，并探索如何在生产中引进信息化技术和先进的制造执行系统（MES），以期为我国锂离子电池正极材料生产工艺和设备管理的转型升级提供参考借鉴。
目录
目录
第1章 锂离子电池材料及制备工艺 1
1.1 电池的分类 2
1.2 二次电池的分类 3
1.3 锂离子电池的结构及工作原理 6
1.4 锂离子电池的主要材料 8
1.4.1 正极材料 8
1.4.2 负极材料 9
1.4.3 隔膜 10
1.4.4 电解液 11
1.5 常见的锂离子电池正极材料及其制备技术 12
1.5.1 钴酸锂 12
1.5.2 锰酸锂 13
1.5.3 三元材料 13
1.5.4 磷酸铁锂 16
第2章 控制结晶技术制备高性能正极材料前驱体 19
2.1 正极材料规模制备技术的发展简介 20
2.2 影响正极材料性能的要素 23
2.3 控制结晶技术的原理 27
2.3.1 晶体的成核 28
2.3.2 晶体的生长 36
2.4 控制结晶技术的设备与工艺 37
2.4.1 典型正极材料的控制结晶制备工艺 44
2.4.2 三元材料前驱体的陈化及陈化釜 48
2.4.3 三元前驱体的干燥工艺与设备 49
2.5 控制结晶-固相反应技术的经济性分析 53
第3章 生产过程中重要工艺参数的检测 55
3.1 温度测量 56
3.1.1 热电偶测温 56
3.1.2 热电阻测温 57
3.1.3 非接触式测温 59
3.1.4 通用型温度控制仪表 60
3.2 粒度检测 61
3.3 流量检测 63
3.3.1 热式气体质量流量计 64
3.3.2 科氏力质量流量计 65
3.4 物料位置的测量和检测 67
3.4.1 电容式料位计 68
3.4.2 射频导纳式料位计 68
3.4.3 音叉式料位计和振棒式料位计 70
3.4.4 阻旋式料位计 71
3.5 压力检测 72
3.6 粉尘浓度检测 74
3.6.1 摩擦静电测量法 74
3.6.2 光测量法 75
第4章 原料的投放、混合、粉磨和输送 77
4.1 原料处理工艺 78
4.1.1 原料的投放 78
4.1.2 原料的贮存 83
4.1.3 原料的破碎及粉磨 85
4.1.4 原料的混合 90
4.2 物料的气力输送 92
4.2.1 吸送式气力输送 93
4.2.2 压送式气力输送 100
4.2.3 气力输送的运行技术 105
4.3 设备材料的要求 108
4.4 混合、破碎、粉磨、输送设备的传动和控制 110
第5章 煅烧及窑炉 115
5.1 窑炉 116
5.1.1 推板窑 116
5.1.2 辊道窑 121
5.1.3 钟罩窑 123
5.1.4 回转窑 126
5.2 煅烧运行 126
5.2.1 装钵设备 128
5.2.2 卸钵设备 129
5.3 机械输送设备 131
5.4 几种装卸钵机械的实体图样 132
第6章 正极材料的生产和计量 137
6.1 正极材料生产中的特殊性 138
6.1.1 金属单质的危害 138
6.1.2 水分含量的控制 139
6.1.3 自动化生产过程中的应对手段 139
6.2 称重计量 140
6.2.1 称重传感器的选择和应用 141
6.2.2 电阻应变式称重传感器和数字式称重传感器 143
6.2.3 称重传感器的结构型式 144
6.3 称重传感器的应用技术 148
6.3.1 数量 148
6.3.2 位置 148
6.3.3 安装要求 149
6.3.4 量程的选择 150
6.3.5 准确度等级的选择 151
6.4 称重电子衡器的精确度 152
6.4.1 固定式电子衡器的精确度 152
6.4.2 自动定量衡器的精确度 154
6.4.3 称重计量装置的标定和调校 154
6.5 正极材料生产线上典型的称重计量装置 157
6.5.1 生产线上称重计量装置的连接 160
6.5.2 生产线上众多称重计量装置的集中管理 165
第7章 自动化生产线上的其他设备 167
7.1 自动称重 168
7.2 自动上袋机 169
7.3 自动抽真空和热合封口机 170
7.4 自动贴标机和喷墨打印机 172
7.5 自动码垛机和缠包机 174
第8章 锂离子电池正极材料生产过程中的安全防护 177
8.1 气体防爆和粉尘防爆 178
8.1.1 爆炸性气体 178
8.1.2 爆炸性粉尘 179
8.2 防爆措施 180
8.2.1 避免点火源 180
8.2.2 防止静电火花 181
8.2.3 防止明火和自燃 183
8.3 防爆电气设备的选型 184
8.4 电气接地系统 186
8.5 粉体的密封式灌装 189
8.6 粉体搭拱架桥的防止 192
8.6.1 结构设计中需要考虑的问题 192
8.6.2 采用恰当的活化措施和选用合适的破拱器具 193
8.6.3 破拱装置的安装位置和振动力的调节 196
8.7 粉料包装时的脱气和密实化 197
8.8 防止金属单质对正极材料的污染 199
第9章 生产线自动控制系统的设计 203
9.1 工艺流程图的设计 204
9.2 自控系统的总体设计考虑 209
9.3 工业控制网络 210
9.4 现场总线和工业以太网 212
9.5 监控软件画面制作与操作 215
9.6 国内外监控软件现状与发展趋势 216
9.7 监控软件的功能与作用 217
9.8 监控画面制作的一般步骤 218
9.9 常用报表编制方法 219
9.10 自动化生产的远程监控和诊断 220
9.10.1 设备远程监控与诊断维护技术的结构与功能 220
9.10.2 实现远程监控与诊断维护技术的关键技术 223
第10章 锂离子电池正极材料生产中的智能化控制与管理 227
10.1 锂电行业发展需要电池材料的智能制造 228
10.2 产品的标识和信息管理 230
10.2.1 一维码 231
10.2.2 二维码 232
10.2.3 射频识别(RFID)装置 233
10.2.4 无线网络在自动化生产线上的应用 234
10.3 先进制造执行系统(MES)的应用 236
10.4 锂离子电池正极材料规模生产线的行业特点 237
10.5 南大紫金公司NMES功能模块介绍 238
10.6 锂离子电池产业技术的革命 241
第11章 工艺、设备、材料及系统提供商 245
参考文献 266