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La fabricación de baterías de iones de litio implica algunos procesos en los que el control del oxígeno es fundamental. Para la producción de material activo para cátodos (CAM), el oxígeno de los calcinadores debe controlarse con precisión.
Para los cátodos de tipo níquel, cobalto y manganeso (NCM), el CAM se fabrica mediante la reacción del producto precursor, PCAM, y el hidróxido de litio/carbonato de litio en un calcinador rotatorio. Durante la calcinación debe suministrarse oxígeno para garantizar la estructura cristalina de CAM deseada, pero las condiciones dificultan la monitorización del oxígeno.
Esta nota de aplicación analiza la necesidad de supervisar y controlar la concentración de oxígenodurante la calcinación y la solución de METTLER TOLEDO para hacer frente a este duro entorno.
El cátodo de las baterías de iones de litio está formado por una capa de sal fina de óxido metálico de litio, el material activo del cátodo. El rendimiento de las baterías de iones de litio con respecto a la estabilidad térmica, la densidad energética, la carga y la descarga depende en gran medida de la prevención de las impurezas arrastradas, además de la uniformidad en la distribución, el tamaño y la forma cristalina de las partículas de CAM.
La calcinación del material activo del cátodo es un tratamiento térmico de dos pasos en el que dos sólidos reaccionan para formar el CAM. La temperatura de calcinación, el tiempo y la atmósfera de oxígeno desempeñan un papel importante y se investigan continuamente. Lo que sí está ampliamente aceptado es que la no estequiometría del oxígeno puede afectar a la estructura cristalina de la CAM y a su rendimiento electroquímico. Por lo tanto, la concentración de oxígeno en el calcinador debe controlarse estrictamente.
El oxígeno se mide en el gas de ventilación del calcinador, pero la alta temperatura, la composición variable del gas y la presencia de humedad y polvo dificultan la medición del O2. El espectrómetro de láser de diodo regulable(TDL) de METTLER TOLEDO, el GPro 500 proporciona un rendimiento altamente fiable en esta aplicación. Tanto si se utiliza in situ como en una situación de extracción, el GPro 500, ayuda a garantizar que la estructura cristalina del CAM tenga siempre las propiedades deseadas.
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