三星：对异物的概念都没有，怎么能做好三元前驱体材料？

近日，记者从深圳证券交易所互动平台上获悉，格林美公司在回应投资者提问时指出：格林美的高镍前驱体材料磁性异物含量控制在5ppb以内，实际上已降低至4ppb以下，其中高镍低钴前驱体已降至2ppb的水平，在国内处于第一；目前格林美前驱体磁性异物含量管控水平已经超越韩国，对标日本，2021年与日本质量并驾齐驱，把影响安全的有害物质降到冰点，冲击世界顶端质量。

格林美是如何做到让高镍前驱体磁性异物含量如此之低？全球三元前驱体龙头企业又是怎样炼成的？早在2015年，格林美在与三星、CATL等知名企业积极对接并接受这些企业的审核检验时，三星说了这样一句话：“你们对异物的概念都没有，怎么能做好三元前驱体材料？”针对这个异常重要的难题，用了短短3个月时间，格林美技术人员就完成了1000多项的异物管控升级改造，使异物控制水平从200ppb降到20ppb以下，顺利打开韩国市场。随后，格林美积极导入日本质量管理体系，高镍产线异物控制水平低于3ppb，部分产线甚至低于1ppb，达到国际领先水平。


镍钴锰三元正极材料是锂离子电池产业前进的核心之一，直接影响了电池能量密度、循环特性、安全性及成本等核心指标。据了解，正极材料中的磁性异物的控制是解决锂电池安全问题的关键之一。磁性异物含量的高低已成为衡量锂离子电池正极材料品质高低的重要标准。

锂离子电池正极材料中的磁性异物（如铁、锌、铬元素）在充电过程中会溶解，逐渐在负极形成枝晶，导致隔膜穿孔，造成电池内部短路，导致电池自放电、甚至起火、爆炸。而镍钴锰三元正极材料是由镍钴锰三元前驱体混锂后经高温固相法合成的，前驱体性能的优劣直接决定三元材料性能的品质，因此，在生产过程中必须严格把控锂离子电池正极材料前驱体中磁性异物。

通常，三元材料的金属异物需要控制在几十ppb（即十亿分之一）级水平，三元材料的金属异物主要来源于原材料和生产过程中的设备磨损，并且主要以磁性金属杂质为主，尤其是金属铁。三元材料生产过程中需要对成品进行除铁一次甚至多次，常用的除铁设备有电磁除铁器和永磁除铁器。

电磁除铁器：其励磁系统通过电磁感应产生强大磁场，当物料从上方进料口进入除铁器内部磁场后，夹杂在物料中的磁性杂质被吸附，正常物料从下方出料口排出。电磁除铁器的工作磁场强度高，一般可以达到30000GS以上，由于运行过程中温度升高会导致磁力强度降低，因此，电磁除铁器需要控温冷却以确保除铁效果。

永磁除铁器：其种类较多，主要有管道除铁器、抽屉式除铁器、旋转式除铁器等，其磁系是采用高矫顽力、高剩磁的永磁体材料组成，目前主要是钕铁硼，磁系使用寿命10年以上。当物料经过永磁除铁器时，夹杂在物料中的磁性杂质被吸附在磁棒的不锈钢外套表面，正常物料从出料口流出。当永磁铁吸附磁性杂质较多时，人工用非磁性刮板清除或戴手套摘除，有的设备可以自动清理。永磁除铁器的工作磁场强度一般在5000～10000GS，除铁能力一般，适用于含金属铁较低的物料。

总体而言，高镍三元材料对生产的工艺、装备、环境、气氛要求很高，生产线必须实现较高的自动化水平，以此满足高镍三元材料的生产，因此，整个生产过程的自动化控制对高镍三元材料至关重要。