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鋰電池材料中的金屬雜質盡管含量都在ppb級別，但是它會對電池的安全性有一定的影響，金屬異物除了常說的單質鐵以外，還包括以單質形式存在的Cr、Zn、Ni等，這些雜質部分是有磁性的，對于具有磁性的雜質可以通過除磁設備將其在電池材料的生產(chǎn)過程中進行大部分去除，使磁性異物的含量達到10PPb以下，這樣能在極大程度下降低風險。因此在以上這些電池材料中，除磁是必不可少的工藝。 

01 鋰電池材料分類

鋰電池材料主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液四大材料組成，此外還包括包裝等其他部分。正極材料成本約占總成本的35%，負極材料占總成本的比例為12%，隔膜材料占總成本的比例為12%，電解液材料占總成本的比例為13%。目前，鋰電池原材料供應充足，部分產(chǎn)品產(chǎn)能充足，競爭激烈。

1.1 正極材料

在鋰電正極材料當中，最常用的材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料。正極粉體材料的制備在一定程度上會影響其作為正極材料的性能，正極材料的生產(chǎn)工藝包主要包括配料、混合、燒結、粉碎、合批、篩分、除鐵、包裝等工序。正極材料的前驅體碳酸鋰生產(chǎn)工藝流程是將鋰精礦進行轉型焙燒、酸化焙燒、浸取、凈化處理、濃縮處理、沉鋰處理、清洗、干燥處理、粉碎、除鐵和包裝。三元前驅體的制備包括計量、混合、反應、清洗、脫水、干燥、除鐵和包裝。磷酸鐵的生產(chǎn)工藝主要包括混勻、燒結、粉碎、除鐵和包裝。

1.2 負極材料

鋰離子電池負極材料中人造石墨占據(jù)著80%以上的負極材料市場份額，天然石墨、中間相碳微球(MCMB)、無定形碳、硅或錫類僅占據(jù)小部分市場份額。鋰電池負極材料生產(chǎn)的工藝流程以人造石墨為例，人造石墨基本的工藝流程是一致的，造粒和石墨化是人造石墨制備的核心環(huán)節(jié)，預處理（破碎）和篩分環(huán)節(jié)工藝較為簡單，各廠商間無明顯差異，因此其生產(chǎn)工藝主要步驟包括預處理、造粒、磨球、石墨化、混料、包覆、混料篩分、計重、除鐵、包裝，所有的操作是精細復雜的。

1.3 隔膜材料

市場化的隔膜材料主要是以

聚乙烯（polyethylene，PE）

聚丙烯（polypropylene，PP）

為主的聚烯烴（Polyolefin）類隔膜。鋰電池的結構中，隔膜是關鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜材料的生產(chǎn)主要包括混合均化、擠出成型、異步拉伸、萃取干燥、精餾、熱定型、收卷、大分切線、制漿、除鐵、涂布、小分切線、包裝。

02 藝利在鋰電池材料除磁應用的實踐

電池材料的初步除磁可以采用管道除鐵器和箱式格柵、磁棒等永磁除鐵設備。但對于要求更高的除磁一般采用干式或者濕式電磁的除鐵器。藝利磁鐵在電池材料除磁方面有著先進的技術設備和配套的實驗室服務。藝利中國實驗室自2010年以來，通過對各種電池材料的除磁試驗的大量研究，積累了豐富的試驗經(jīng)驗。藝利中國實驗室擁有適用于粉體除磁的藝利高梯度強磁過濾器干濕一體機和輔助設備激光粒度分析儀器。

2.1 激光粒度分析

激光粒度分析儀是微細粒物料粒度分析測試的最常用設備。其測試結果準確，實現(xiàn)了對納米、微米甚至毫米級樣品的粒度分析，為后續(xù)試驗流程和試驗方案的準備提供依據(jù)。根據(jù)粒度分析儀的粒度分布結果，再結合物料本身的一些物理特性，讓除磁設備更充分發(fā)揮出除磁作用。

2.2 高梯度磁選除磁

藝利高梯度強磁過濾器干濕一體機是將藝利干式強磁過振動過濾器和濕式強磁過濾器集于一體，既可以實現(xiàn)干粉的除磁，又可以對漿料進行除磁，背景場強可以實現(xiàn)從0-1.5T的調(diào)節(jié)范圍。該設備的電磁主體是由鋼制殼體和內(nèi)置純銅線圈構成，在線圈內(nèi)部產(chǎn)生高強度磁場，放置在線圈內(nèi)的磁性介質匯聚磁場，將會形成更高強度、更高梯度的分選磁場區(qū)域，可以有效捕獲給料中的微細磁性顆粒并獲得高純度產(chǎn)品。

在處理干式粉料時，物料由上而下進入分選腔，通過分選腔上的振動裝置對介質施加高頻低幅的振動可有效提高非磁性物料的通過能力，通過調(diào)節(jié)振幅大小控制制料速度，以獲得最佳的除磁效果和適宜的產(chǎn)能。進行濕法除磁時，設計背景場強最高可達1.5T。該設備采用強制式的自下而上給料，能有效控制物料速度，這樣的設計更有利于磁性物的吸附，對于磁性異物含量低的物料除磁效果更佳明顯，且適合的濃度范圍更大，不易堵塞。該設備廣泛用于精細微粉、鋰電池材料、金屬氧化物、滑石粉、石英粉等除雜提純領域，可以滿足除鐵在ppm甚至幾個ppb范圍的純度要求。

03 總結

鋰電池材料種類繁多，物料性質差異極大。因此不同的電池材料除磁效果受多種因素的影響。主要包括物料粒度、物料粘度、堆密度、物料流動性及本身磁性、磁性雜質種類及含量等。除此之外還會受到給料濃度、給料速度等設備操作參數(shù)的影響。比如碳酸鋰粉末，其流動性一般，物料在垂直通過磁選設備時需要搭配較大的振幅才能較順暢的通過。再比如三元材料及前驅體材料，容易潮解，會產(chǎn)生團聚成球，堵塞介質，造成堵料等情況。因此除磁設備選擇前，需要專業(yè)技術人員根據(jù)實際處理的物料性質以及預期的除磁效果進行綜合評估，方可避免選型失敗的風險。