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La fabrication de batteries au lithium-ion implique certains processus pour lesquels la surveillance de l'oxygène est essentielle. Pour la production de matériaux actifs de cathode (CAM), l'oxygène dans les calcinateurs doit être contrôlé avec précision.
Pour les cathodes de type nickel, cobalt, manganèse (NCM), le CAM est fabriqué par la réaction du produit précurseur, le PCAM, et de l'hydroxyde de lithium/carbonate de lithium dans un calcinateur rotatif. De l'oxygène doit être introduit pendant la calcination pour garantir la structure cristalline souhaitée du CAM, mais les conditions rendent le contrôle de l'oxygène difficile.
Cette note d'application examine la nécessité de surveiller et de contrôler la concentration d'oxygènependant la calcination et la solution de METTLER TOLEDO pour faire face à cet environnement difficile.
La cathode des batteries Li-ion comprend une couche de sel fin d'oxyde métallique de lithium, le matériau actif de la cathode. Les performances des batteries Li-ion en matière de stabilité thermique, de densité énergétique, de charge et de décharge dépendent en grande partie de la prévention des impuretés entraînées, ainsi que de l'uniformité de la distribution, de la taille et de la cristallisation des particules de CAM.
La calcination du matériau actif de la cathode est un traitement thermique en deux étapes au cours duquel deux solides réagissent pour former le CAM. La température de calcination, la durée et l'atmosphère d'oxygène jouent un rôle important et font l'objet de recherches permanentes. Ce qui est généralement admis, c'est que la non-stœchiométrie de l'oxygène peut affecter la cristallisation et les performances électrochimiques du CAM. Par conséquent, la concentration d'oxygène dans le four de calcination doit être étroitement contrôlée.
L'oxygène est mesuré dans les gaz d'échappement du four de calcination, mais la température élevée, la composition variable des gaz et la présence d'humidité et de poussière rendent la mesure de l'O2 difficile. Le spectromètre à diode laser ajustable(TDL) de METTLER TOLEDO, le GPro 500, offre des performances très fiables dans cette application. Qu'il soit utilisé in situ ou dans une situation d'extraction, le GPro 500 permet de s'assurer que la structure cristalline de la CAM présente toujours les propriétés souhaitées.
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