По време на производството на литиеви батерии, оловно-киселинни батерии и-твърдотелни батерии, контролът върху околната среда директно определя безопасността на продукта и жизнения цикъл. Производството на батерии е силно чувствително към кислород и влага. Като инертен защитен газ, чистотата на азота и стабилността на доставките са се превърнали в критични фактори, влияещи върху добива на процеса.
Степен на чистота за различни процеси на батерии
Различните типове батерии имат значително различни изисквания за чистота на азота. За предни-процеси на литиева батерия, като смесване и нанасяне на покритие, чистотата на азота обикновено трябва да достигне 99,99% или по-висока, с контролирана точка на оросяване под -40 градуса, за да се изолира влагата от реакция с електродните материали. Въпреки че производствените линии на литиево-железен фосфат използват по-стабилни материали, водещите производители все още поддържат стандарти за чистота над 99,9%.
В етапа на формиране и сортиране на оловни{0}}киселинни батерии азотът се използва предимно за предотвратяване на окисляването на пластините, като изискванията за чистота са относително облекчени до 99,5%-99,9%. По-специално, появата на полу-твърди батерии и натриеви батерии изисква оборудването за генериране на азот да разполага с онлайн мониторинг в реално време и предупреждения за колебания в чистотата, предотвратявайки дефекти на партидите, причинени от непостоянно качество на газа.
Основна роля на процеса за защита на азота
Азотната защита по същество създава микро-среда с ниско съдържание на кислород и ниска влажност. По време на процеса на пълнене на електролита литиевият хексафлуорофосфат в електролита се разлага при контакт с вода, генерирайки флуороводородна киселина, която разяжда пластините и причинява подуване. Азотът с висока -чистота като покривен газ може да потисне съдържанието на кислород в помещението за пълнене до под 0,5%. Линиите за производство на батерии, използващи азотна защита с чистота 99,999%, могат да намалят абсорбцията на влага по време на етапа на почивка след-зареждане с приблизително 80%, като значително подобряват консистенцията на батерията.
Освен това, по време на лазерно заваряване, азотът служи като защитен газ за предотвратяване на окисляването на заваръчния шев и намаляване на риска от недостатъчно спояване. Една добре-проектирана тръбопроводна мрежа за азот трябва да балансира стабилността на налягането, равномерността на разпределението на газа и икономичността на възстановяването на остатъчния газ.
Ключови критерии за избор на технология за производство на азот
Текущите масови технологии за генериране на азот включват адсорбция с промяна на налягането (PSA) и мембранно разделяне. При избора на оборудване за производство на азот трябва да се оценят три ключови фактора:
Свързване за чистота и дебит. Генераторите на азот на PSA постигат оптимална консумация на енергия при 99,5% чистота, но когато изискванията за чистота се повишат до 99,999%, се налагат пост{3}}уреди за пречистване. Препоръчва се многостепенна конфигурация, базирана на пиково търсене в различни процеси, за да се избегне загубата на енергия.
Стабилност и поддръжка на оборудването. Фабриките за батерии работят непрекъснато, с изключително високи разходи за престой. Една високо-качествена система за генериране на азот трябва да разполага с резервиране на критичен клапан и възможности за дистанционна диагностика на грешки. Степента на повреда на оборудването и-времената за реакция на следпродажбеното обслужване често влияят върху дългосрочната-оперативна ефективност повече от първоначалните разходи за доставка.
Качество на предварителната -обработка на източника на въздух. Маслото и влагата в сгъстения въздух могат да повредят въглеродните молекулярни сита. Ако пред{3}}филтрацията е неадекватна, производителността на молекулярното сито може да се влоши в рамките на 1-2 години. Професионалните интегратори на азотни системи винаги включват изсушители и прецизни филтри в цялостното решение.
Мониторинг на чистотата и контрол на качеството
Дигиталното управление се е превърнало в основно изискване в производството на батерии. Съвременните системи за генериране на азот обикновено са оборудвани с онлайн анализатори на кислород, измерватели на точката на оросяване и възможности за предаване на данни, което позволява-интегриране на данни за чистота в реално време с фабрични MES системи. След като съдържанието на кислород превиши зададения праг, системата автоматично задейства аларми и прекъсва подаването на газ, за да предотврати навлизането на нестандартен азот в производствения процес.
Този пълен -механизъм за проследяване на процеса е особено важен за производителите на батерии, работещи на експортни пазари. Регламентът на ЕС за батериите изрично изисква проследими данни за производствения процес, а записите за чистота от етапите на азотна защита ще станат критично подкрепящи доказателства по време на одити.
Често срещани грешки при инженерното внедряване
Няколко лесно пренебрегвани въпроса заслужават внимание в действителните проекти: Първо, тръбопроводният материал. Ако за разпределение на азот се използват обикновени тръби от въглеродна стомана, по време на дългосрочна-работа може да се образуват частици от ръжда и да замърсят клетките на батерията. 304, препоръчват се тръби от неръждаема стомана с обезмасляване. Второ, съвпадение на налягането в точките на използване. Различните процеси изискват значително различно налягане на азота. Разумен подход е да се инсталират станции за намаляване на налягането по зони и да се конфигурират буферни резервоари. Трето, потенциал-за пестене на енергия. Чрез компресори с променлива честота и системи за възстановяване на отработените газове, общата консумация на енергия може да бъде намалена с повече от 25%.
От степенуване на чистота до адаптиране на процеса и от онлайн мониторинг до инженерно внедряване, изборът на оборудване за генериране на азот и проектирането на системи за защита на азота по същество представлява дълбока оптимизация на безопасността на батерията, последователността и структурата на разходите. Препоръчваме на предприятията, по време на фазата на избор на оборудване, да обмислят своето продуктово позициониране и планове за разширяване, като същевременно избират партньори с всеобхватни възможности за пълно-обслужване на процеси.
Shenger Gas е натрупал години инженерен опит в областта на промишленото отделяне на газ, със задълбочени познания за различни сценарии за приложение на азот от ниво клетка до модул, предоставяйки на клиентите персонализирани решения от обработката на източника до точките за крайна-употреба.
