خلاصه
در تولید باتری لیتیوم یون، حتی مقدار کمی از آلودگی یون فلزی ( آهن، کروم، نیکل) می تواند هدایت الکترود را خراب کند و باعث خرابی باتری شود.استفاده از پودرهای NCM (نیکل کوبالت منگنز) و LFP (لیتیم آهن فسفات) نیازمند احتیاط شدید است.این مطالعه موردی بررسی می کند که چگونه Doebritz یک بحران آلودگی را برای یک کارخانه بزرگ باتری با استفاده از یک تغذیه ی چرخنده ای که به صورت سفارشی طراحی شده است، حل کرد.
مشکل: قاتل نامرئی
یک تولید کننده باتری پیشرو در مرحله مخلوط کردن پیشگامان NCM خود با افزایش نرخ رد مواجه شد.
علائم:
-
محتوای فلزی بالا:آزمایش های ICP-MS نشان داد که سطح آهن (Fe) و کروم (Cr) بیش از 50 ppb در پودر کاتود نهایی است.
-
لکه هاي سياهاپراتورها تکه هاي فلزي کوچيک رو در تخليه شلوار چرخنده در زمان بررسي هاي داخلي پيدا کردن
-
آلودگی متقاطع:مقدار کمی از دسته های قبلی در جیب های روتور در هنگام تغییر رنگ یافت شد.
-
حساسيت به اکسيژن:پودر NCM وقتی در معرض هوا قرار می گیرد به سرعت اکسید می شود، ظرفیت تخریب.
تجزیه و تحلیل علت اصلی:
دریچه چرخشی فولاد ضد زنگ استاندارد موجود از:
-
لباس های خیس کننده:ذرات سخت NCM مانند کاغذ شنی عمل می کردند، نوک روتور 304SS و محفظه را می پوشاندند، ذرات آهن را از بین می بردند.
-
تله هاي شکاف:طرح قدیمی دارای سر پیچ های رشته دار و فضاهای مرده ای بود که گردآوری پودر در آن وجود داشت.
-
عدم وجود اتمسفر بی اثر:هواي محيطي که وارد مهر و موم هاي دریچه مي شد رطوبت و اکسيژن را وارد مي کرد.
راه حل دوبریتز: فوق العاده تمیز و ضد خشکی
دوبریتز یک دریچه چرخشی تخصصی را طراحی کرد که بر آلودگی صفر و حفاظت بی اثر تمرکز داشت.
1. ارتقاء مواد: 316L SS با Passivation
2. تکنولوژي ضد پوشيدن: پوشش کاربيد ولتفستم
-
نوک روتور:به طور کامل با کاربید وولفستم (WC) با استفاده از اسپری حرارتی HVOF پوشش داده شده است.
-
سود:سختی HV 1300+ از فرسایش خیس کننده از پودر NCM مانند سرامیک جلوگیری می کند و به طور چشمگیری ریزش آهن را کاهش می دهد.
3. سیستم پاکسازی نیتروژن و بی عمل کردن
4. طراحي سريع بهداشتي
-
دسترسی بدون ابزار:یک درب تکان دهنده اجازه می دهد تا اپراتورها روتور را در 3 دقیقه خارج کنند.
-
بدون رشته:صفحه های نهایی طراحی مجدد نخ های آشکار را که پودر می تواند پنهان شود حذف می کند، اطمینان از 100٪ تمیز کردن برای تغییرات دسته.
اجرای
دریچه در خط تغذیه مواد کاتود نصب شد که به کالسینر منجر می شود.
-
لوله با نیتروژن برای یک ساعت پاک شده بود.
-
دریچه دوبریتز با گاسکت های فلزی نصب شده بود تا از خارج شدن پلیمرها جلوگیری شود.
-
پاکسازی نیتروژن از طریق یک کنترل کننده جریان جرم فعال و نظارت شده است.
-
اين سيستم آزمايش هاي کشف نشت هليوم را براي تامين سلامت مهر و موم انجام داد.
نتایج و ROI
بعد از 6 ماه کار مداوم، نتایج قطعی بود:
-
کاهش یون های فلزی:آلودگی Fe و Cr به< 5 pb، خوب در محدوده مشخصه
-
خالي از لکه هاي سياه:تجزیه و تحلیل میکروسکوپی از پودر نشان داد که هیچ فلزی وجود ندارد.
-
طول عمر خدمات:روتور Tungsten Carbide پس از پردازش 500+ تن NCM، فرسایش ناچیزی نشان داد.
-
بهره وری بهبود یافته:نرخ رد شدن 12 درصد کاهش یافت، میلیون ها دلار در هزینه های زباله صرفه جویی شد.
محاسبه بازده سرمایه:
. وولف خودش رو پرداخت کردسه ماهاز طریق کاهش زباله و جلوگیری از توقف تولید.
سوالات عمومی
چرا از فولاد ضد زنگ 304 استفاده نکنیم؟
304 SS حاوی مولیبدن کمتر است و بیشتر در برابر خوردگی حفره ای از خمیر های اسیدی باتری و فرسایش از پودر های خیس است.
آیا این شیر می تواند LFP (فوسفات آهن لیتیوم) را تحمل کند؟
بله. LFP کمی کمتر از NCM خیس کننده است اما به رطوبت بسیار حساس است. پاکسازی نیتروژن و طراحی بهداشتی برای LFP برای جلوگیری از هیدرولیز و حفظ ظرفیت ضروری است.
کار با پاکسازی نیتروژن گران است؟
نه. حجم پاکسازی بسیار کم است (معمولاً 2-5 Nm3/h). هزینه نیتروژن در مقایسه با هزینه خراب کردن یک دسته از مواد کاتود بی اهمیت است.
آیا دوبریتز آزمایشات ریزش ذرات را ارائه می دهد؟
بله، دوبريتز ميتونه بسته هاي تاييد کننده اي از جمله آزمايش دستکش سفيد و بررسي تعداد ذرات براي اثبات پاک بودن شیر قبل از ارسال ارائه کنه
نتیجه گیری
دست زدن به مواد کاتود باتری نیازمند بیش از یک دریچه "فولاد ضد زنگ" است؛ به یک استراتژی کنترل آلودگی نیاز دارد.و طراحی بسیار بهداشتی، Doebritz راه حلی را ارائه داد که از یکپارچگی مواد باتری و سودآوری نیروگاه محافظت می کند.
آلودگی فلزی داره به کارایی باتریتون آسیب میزنه؟
امروز با شرکت "دوبریتز شانگهای" تماس بگیرید. اجازه دهید مهندسان ما یک راه حل دریچه چرخشی بدون آلودگی برای خط تولید NCM، NCA یا LFP شما طراحی کنند.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!