Производство на литиево-йонни / твърдотелни батерии Помпи

Перисталтични помпи за производство на литиево-йонни и твърдотелни батерии

Как можем да ви помогнем?

Перисталтичните технологии на Albin Pump са идеални за приложения, насочени към производството на литиево-йонни и твърдотелни батерии. Използвайки доказаната технология на перисталтичните помпи , нашите помпи за маркучи са проектирани така, че да бъдат здрави за работа с много абразивни и корозивни вещества, но същевременно прецизни за точно дозиране и измерване на свързващи вещества и добавки. Освен това нашите помпи за маркучи осигуряват измервано изпомпване с нисък срез, за да предпазят чувствителните медии, които пренасят.

При работа със силно киселинни съединения, като например киселинни суспензии, само вътрешната част на гумения маркуч влиза в контакт със средата, без метални части. За допълнителна защита корпусът на помпата съдържа смазка, която намалява триенето и осигурява най-добрата работа на помпата при минимална поддръжка. Нашите перисталтични помпи се предлагат и в разновидности със сух ход, които осигуряват висока производителност при ниска поддръжка и предотвратяват замърсяването, за да се защити целостта на продукта.

Нашите перисталтични помпи отговарят на строгите изисквания на процеса на производство на литиево-йонни батерии. Те се произвеждат без мед, цинк и никел.

 

Литиево-йонните батерии са популярен източник на енергия за смартфони и електрически превозни средства

Литиево-йонни срещу. Твърдотелни батерии

Литиево-йонните батерии (Li-ion) успешно се използват като популярен източник на енергия за широк кръг приложения, включително и за преносима електроника като преносими компютри и смартфони. Те се превърнаха в съществена част от производството на електрически и хибридни електрически превозни средства. Експертите прогнозират до 50% увеличение на продажбите на електрически превозни средства през следващите 15 години.

Въпреки че в момента това е много популярна и надеждна технология, остава една забележка - ограниченото предлагане на литиеви запаси, което в бъдеще ще ограничи приложението им.

Твърдотелните батерии (SSB) преживяват ренесанс като по-безопасна алтернатива в бъдеще. SSB, които използват материали, открити през 19-ти век, обикновено се използват в здравеопазването, носимите технологии и безпилотните самолети. Възраждането на SSB е особено валидно за производството на електрически превозни средства, като световните автомобилни компании вече инвестират в разработването на SSB технологии за своите нужди. SSB имат по-висока енергийна плътност, изискват по-малко място и са по-леки от литиево-йонните батерии.

Въпреки че все още предстои да бъдат подобрени някои проблеми, като например дълготрайността и високите разходи за материали, SSB е на път да завладее литиево-йонната технология в бъдеще.

 

При производството на литиево-йонни и SSB батерии се използват поредица от сложни химични процеси, за да се получи крайният продукт

Поглед към производството на литиево-йонни и SSB батерии

При производството на литиево-йонни и SSB батерии се използват следните сложни процеси, за да се получи крайният продукт:

  1. Получаване и преработка на суровини
  2. Инженерни компоненти на батерийни клетки
  3. Производство на батерийни клетки
  4. Изработване на батерийния пакет

Инженерингът на компонентите на клетките, които в крайна сметка ще доведат до производството на батерийната клетка (етапи 1 и 2), изисква химичните съединения да бъдат безопасно комбинирани и премествани между фазите на предварителна обработка, реакция и последваща обработка, за да се създадат функциониращи катод и анод. Катодите и анодите са електроди, които позволяват на батерията да провежда електрически ток.

Катодът и анодът образуват основен електрически път. Катодът е електродът, от който конвенционалният ток напуска поляризирано електрическо устройство. Анодът е електрод, през който конвенционалният ток влиза в поляризирано електрическо устройство. Капацитетът и средното напрежение на батерията се определят от катода. В същото време анодът съхранява и освобождава литиеви йони, което позволява протичането на ток през външна верига. При зареждането на литиево-йонната батерия електроните се движат от катода към анода. Когато батерията захранва устройство, електроните се движат от анода към катода.

Приложения за производство на батерии за помпи

Обработката на химически съединения за създаване на батерийна клетка изисква специализирано оборудване за прехвърляне на химическата среда, която е под формата на течност или прах. Химикалите, с които се работи, обикновено са абразивни, корозивни или чувствителни към срязване. При избора на оборудване, което може да издържи на такива състави, трябва да се вземат специални мерки.

От решаващо значение е при производството на катоди да се използват непроводящи мокри части. Проводимите/металните части, които влизат в контакт с катодната суспензия, представляват опасност от замърсяване и могат да повлияят на качеството на литиево-йонната батерийна клетка. Поради тази причина производителите на перисталтични помпи, използвани в този процес, трябва да отговарят на строгите изисквания за производство на литиево-йонни батерии, като не използват мед, цинк или никел в компонентите на своите помпи.

Заводът ще използва специализирани помпи за производство на литиево-йонни или твърдотелни батерии, за да извършва по-голямата част от прехвърлянето на химически среди, използвани в следните процеси, неразделна част от производството на батерийни клетки.

Прекурсорен материал за катод

Кобалтът и никелът са суровини, използвани в производството на прекурсори за катоди в литиево-йонните батерии, докато сулфидните йонни проводници, като литиев аргиродит, се използват в SSB. За създаването на прекурсорния материал за катода се използват следните етапи на процеса:

  • Предварителна обработка - разтваряне и пропорциониране на солите, при което амонякът се използва като йонен комплексообразувател
  • Реакция - водна алкална основа и комплексообразувател се добавят в съд, където реагират, за да се съединят в трикомпонентни прекурсорни зърна
  • Последваща обработка - след като зърната достигнат определен размер, суспензията се филтрира, промива и изсушава, за да се получи трикомпонентният прекурсор

Тези процеси изискват целостта на продукта да се поддържа внимателно, като се използва надеждно помпено оборудване с ниска срязваща сила, което осигурява точно дозиране, разфасоване и/или измерване. Повечето приложения на помпите за маркучи на Albin Pump се появяват на етапа на производство на катоди в производството на батерии. Списък на тези приложения можете да видите след раздела за покритието на сепараторния филм/електрода.

Графитиране на анода

Графитизацията е процес на излагане на суровини на изключително висока температура (2500 до 3300 K) за продължителен период от време, за да се създаде естествен или синтетичен графит, използван за производство на аноди. Освен това графитът се пречиства с флуороводородна, солна и сярна киселина.

По време на анодната графитизация са необходими специализирани помпи за прехвърляне на киселинна суспензия, за филтриране на киселини и примеси и за пречистване на отпадъчни води.

Производство на разделително фолио и покритие на електроди

Разделителният филм е пропусклива мембрана, която се поставя между анода и катода на батерията. Филмът предотвратява контакта между електродите, но позволява свободното движение на йони между тях. Те действат като изолатори, но могат да провеждат йони.

Покритието на електродите постига същия резултат, но използва специално разработена суспензия. Това е смес от твърди проводящи частици заедно с активни материали, полимерни свързващи вещества и среда с разтворител. Електродът се покрива със суспензията и след това се изсушава.

Разделителното фолио се създава чрез специализиран метод за екструдиране на пластмаса, при който се създават дълги ролки от фолио, докато при покриването на електродите суспензията се "нанася" върху токоснемателите.  

 

4 перисталтични помпи ALH, използвани в приложение за химическа обработка

Приложения на помпата Albin в производството на литиево-йонни и SSB батерии

Необходими са помпи, които да изпълняват различни функции в процесите на производство на литиево-йонни и SSB батерии. Перисталтичните помпи на Albin Pump са проектирани така, че да отговарят и надвишават изискванията на тези процеси, включително:

  • Прехвърляне на суспензия (изисква се ниско срязване)
  • Рециклиране на миещи машини и пречистване на отпадъчни води
  • Филтърна преса
  • Прехвърляне на катодна или анодна суспензия
  • Дозиране и пропорциониране
  • Прехвърляне на смесена керамична суспензия
  • Дозиране и прехвърляне на свързващия материал
  • Разтоварване на реактора към покриващото устройство

Пазарът на литиево-йонни батерии расте експоненциално благодарение на търсенето на пазара на преносима електроника и електрически и хибридни електрически превозни средства

Растящ пазар

И двете технологии за акумулаторни батерии, макар и сложни за производство, представляват решение на нуждите ни от преносима енергия. От въвеждането на литиево-йонните батерии през 1991 г. пазарът на литиево-йонни батерии расте експоненциално и през 2020 г. се оценява на 45,3 млрд. долара. Прогнозите са, че до 2026 г. той ще нарасне с повече от 15 %. Същевременно пазарът на SSB се очаква да достигне приблизително 1,4 милиарда щатски долара до 2025 г.

Подхранвани от пазарното търсене на преносима електроника и електрически и хибридни електрически превозни средства, по целия свят се появиха фабрики, посветени единствено на производството на литиево-йонни и SSB батерии. За да могат бързо да увеличат глобалното си производство и да отговорят на нарастващото търсене, тези заводи за батерии се стремят да инвестират в най-икономичното и надеждно оборудване за производство на батерии. Те очакват висока и ефективна продукция, която да ги поддържа конкурентни на пазара.