锂电池材料中的金属杂质尽管含量都在ppb级别，但是它会对电池的安全性有一定的影响，金属异物除了常说的单质铁以外，还包括以单质形式存在的Cr、Zn、Ni等，这些杂质部分是有磁性的，对于具有磁性的杂质可以通过除磁设备将其在电池材料的生产过程中进行大部分去除，使磁性异物的含量达到10PPb以下，这样能在极大程度下降低风险。因此在以上这些电池材料中，除磁是必不可少的工艺。 

01 锂电池材料分类

锂电池材料主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大材料组成，此外还包括包装等其他部分。正极材料成本约占总成本的35%，负极材料占总成本的比例为12%，隔膜材料占总成本的比例为12%，电解液材料占总成本的比例为13%。目前，锂电池原材料供应充足，部分产品产能充足，竞争激烈。

1.1 正极材料

在锂电正极材料当中，最常用的材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料。正极粉体材料的制备在一定程度上会影响其作为正极材料的性能，正极材料的生产工艺包主要包括配料、混合、烧结、粉碎、合批、筛分、除铁、包装等工序。正极材料的前驱体碳酸锂生产工艺流程是将锂精矿进行转型焙烧、酸化焙烧、浸取、净化处理、浓缩处理、沉锂处理、清洗、干燥处理、粉碎、除铁和包装。三元前驱体的制备包括计量、混合、反应、清洗、脱水、干燥、除铁和包装。磷酸铁的生产工艺主要包括混匀、烧结、粉碎、除铁和包装。

1.2 负极材料

锂离子电池负极材料中人造石墨占据着80%以上的负极材料市场份额，天然石墨、中间相碳微球(MCMB)、无定形碳、硅或锡类仅占据小部分市场份额。锂电池负极材料生产的工艺流程以人造石墨为例，人造石墨基本的工艺流程是一致的，造粒和石墨化是人造石墨制备的核心环节，预处理（破碎）和筛分环节工艺较为简单，各厂商间无明显差异，因此其生产工艺主要步骤包括预处理、造粒、磨球、石墨化、混料、包覆、混料筛分、计重、除铁、包装，所有的操作是精细复杂的。

1.3 隔膜材料

市场化的隔膜材料主要是以

聚乙烯（polyethylene，PE）

聚丙烯（polypropylene，PP）

为主的聚烯烃（Polyolefin）类隔膜。锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜材料的生产主要包括混合均化、挤出成型、异步拉伸、萃取干燥、精馏、热定型、收卷、大分切线、制浆、除铁、涂布、小分切线、包装。

02 艺利在锂电池材料除磁应用的实践

电池材料的初步除磁可以采用管道除铁器和箱式格栅、磁棒等永磁除铁设备。但对于要求更高的除磁一般采用干式或者湿式电磁的除铁器。艺利磁铁在电池材料除磁方面有着先进的技术设备和配套的实验室服务。艺利中国实验室自2010年以来，通过对各种电池材料的除磁试验的大量研究，积累了丰富的试验经验。艺利中国实验室拥有适用于粉体除磁的艺利高梯度强磁过滤器干湿一体机和辅助设备激光粒度分析仪器。

2.1 激光粒度分析

激光粒度分析仪是微细粒物料粒度分析测试的最常用设备。其测试结果准确，实现了对纳米、微米甚至毫米级样品的粒度分析，为后续试验流程和试验方案的准备提供依据。根据粒度分析仪的粒度分布结果，再结合物料本身的一些物理特性，让除磁设备更充分发挥出除磁作用。

2.2 高梯度磁选除磁

艺利高梯度强磁过滤器干湿一体机是将艺利干式强磁过振动过滤器和湿式强磁过滤器集于一体，既可以实现干粉的除磁，又可以对浆料进行除磁，背景场强可以实现从0-1.5T的调节范围。该设备的电磁主体是由钢制壳体和内置纯铜线圈构成，在线圈内部产生高强度磁场，放置在线圈内的磁性介质汇聚磁场，将会形成更高强度、更高梯度的分选磁场区域，可以有效捕获给料中的微细磁性颗粒并获得高纯度产品。

在处理干式粉料时，物料由上而下进入分选腔，通过分选腔上的振动装置对介质施加高频低幅的振动可有效提高非磁性物料的通过能力，通过调节振幅大小控制制料速度，以获得最佳的除磁效果和适宜的产能。进行湿法除磁时，设计背景场强最高可达1.5T。该设备采用强制式的自下而上给料，能有效控制物料速度，这样的设计更有利于磁性物的吸附，对于磁性异物含量低的物料除磁效果更佳明显，且适合的浓度范围更大，不易堵塞。该设备广泛用于精细微粉、锂电池材料、金属氧化物、滑石粉、石英粉等除杂提纯领域，可以满足除铁在ppm甚至几个ppb范围的纯度要求。

03 总结

锂电池材料种类繁多，物料性质差异极大。因此不同的电池材料除磁效果受多种因素的影响。主要包括物料粒度、物料粘度、堆密度、物料流动性及本身磁性、磁性杂质种类及含量等。除此之外还会受到给料浓度、给料速度等设备操作参数的影响。比如碳酸锂粉末，其流动性一般，物料在垂直通过磁选设备时需要搭配较大的振幅才能较顺畅的通过。再比如三元材料及前驱体材料，容易潮解，会产生团聚成球，堵塞介质，造成堵料等情况。因此除磁设备选择前，需要专业技术人员根据实际处理的物料性质以及预期的除磁效果进行综合评估，方可避免选型失败的风险。