Nghiên cứu trường hợp # 01: Phá vỡ cuộn sau chỉ hai tháng trong sản xuất NCM
Một nhà sản xuất vật liệu cathode đã báo cáo sự hỏng hóc sớm của một số thanh lăn cacbua silic vận hành trong lò sản xuất NCM.
Các con lăn chỉ mới được lắp đặt hai tháng trước đó, thấp hơn đáng kể so với tuổi thọ sử dụng dự kiến.
Thoạt nhìn, khách hàng nghi ngờ có vấn đề về chất lượng vật liệu.
Tuy nhiên, một cuộc điều tra chi tiết đã tiết lộ một câu chuyện khác.
Các điều kiện lò điển hình bao gồm:
- Nhiệt độ: 700–800°C
- Hoạt động liên tục
- Khí quyển chứa lithium
- Sản xuất vật liệu catốt NCM
Các con lăn cho thấy:
- Sự đổi màu bề mặt
- Ăn mòn cục bộ
- Giảm sức mạnh
- gãy xương sớm
Kiểm tra bằng kính hiển vi cho thấy tổn thương tập trung gần bề mặt con lăn.
Thay vì nứt cơ học đơn giản, cấu trúc này cho thấy bằng chứng về sự suy thoái hóa học.
Các khu vực bị ảnh hưởng nhiều nhất tương ứng với các khu vực tiếp xúc với hơi chứa lithium.
Cơ chế hư hỏng chính là do ăn mòn do lithium gây ra.
Ở nhiệt độ cao, các hợp chất lithium phản ứng với lớp silica bảo vệ trên bề mặt SiC.
Phản ứng tạo ra lithium silicat, dần dần phá hủy hàng rào bảo vệ.
Khi lớp bảo vệ bề mặt bị tổn hại:
- Ăn mòn xâm nhập vào bên trong
- Độ xốp tăng lên
- Độ bền cơ học giảm
Cuối cùng, con lăn bị gãy dưới tải trọng vận hành bình thường.
Bài đọc liên quan:
Tại sao LiOH lại ăn mòn các thành phần SiC trong lò nung pin lithium nhiều hơn?
Cơ chế ăn mòn từng lớp của SiC trong môi trường lithium
Khách hàng đã thực hiện:
- Cải thiện kiểm soát bầu không khí
- Tăng cường kiểm tra bảo trì
- Các thành phần SSiC mật độ cao hơn
Những thay đổi này đã cải thiện đáng kể tuổi thọ của con lăn.
Trong sản xuất pin lithium, trục lăn không phải lúc nào cũng là vấn đề cơ học.
Sự xuống cấp hóa học có thể bắt đầu từ lâu trước khi xuất hiện những hư hỏng có thể nhìn thấy được.
