NCM811高镍三元正极材料的工艺流程主要包括:锂化混合、装钵、煅烧、粉碎、分级、除杂、包装等。三元正极材料的主要原料为前驱体与锂源,混合方法主要分为湿法混合与干法混合。工业上普遍采用干法混合。高镍材料所使用的锂源为电池级单水氢氧化锂。在混料过程中,高镍三元材料要求混合更加均匀,对于湿度的控制更为严格。
装钵
由于高镍三元正极需要锂源在前驱体中分散极好,为了防止材料在烧结过程中的自发团聚,每钵装料不能过多,装料量仅为普通三元材料的1/6。
煅烧
煅烧工艺是高镍三元材料中最为核心的工艺,通常需要经过预烧和多次烧结。一般来说,镍含量越高,烧结温度越低。高镍三元材料实际烧结温度在750~800℃之间,烧结过程中需要使用纯氧辅助,富氧条件下反复多次烧结,煅烧时间普遍较长,一般为20~25h,因此其成本远高于普通三元材料。
粉碎、分级
高镍三元材料在煅烧后需要将颗粒破碎至微米级,通常需要经过三级破碎。目前工业常用的破碎体系为鄂式破碎-辊式破碎-气流破碎,获得颗粒粒度在1~20μm。经分级筛分,工业普遍选取D50=10μm级颗粒作为半成品颗粒。
除杂、包装
高镍三元材料颗粒分级后的半成品需要经过除杂,除去工艺中引入的金属杂志,一般以铁为主,工业上通常使用磁选方式除铁。经除杂后的颗粒通过真空包装,形成正极材料颗粒成品。