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精細化控制對前驅體生產工藝的核心作用

發布時間:2021-09-13 14:31

  “雙碳政策”的提出,新能源板塊再次迎來輿論的熱捧。新能源始終是世界各國關注的主題。新能源汽車行業備受矚目。動力電池的發展更是汽車生產企業上游產業鏈公司青睞的方向。

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  電池作為電動汽車的核心部件,自然也成為汽車生產制造商PK的主戰場。如何生產高質量的動力電池,業界一直在探索。無論是三元鋰電池,還是磷酸鐵鋰電池或其它,評價電池性能和質量的優劣,要從續航能力,穩定性,性價比等多方面來進行比較。一款優良的電池產品的產出,必須以高質量的正負極材料作為基礎,高質量的正負極材料的生產,源于正負極材料的生產過程的精確控制,正極材料前驅體生產過程中的鹽、堿、氨溶液的投料比例,是關乎正極材料能否合格或者優秀的關鍵因素,如何將這些“原材料”嚴格按照最優化的比例進行投料,這需要一套精密的投料控制系統;國內的鋰電企業努力在技術和裝備上提升產線的投料精度,利用精細化控制的手段對前驅體的核心生產工藝進行提升,通過追求高品質的前驅體材料,來間接提升動力電池的品質。

  實現精細化控制的核心設備

  為解決前驅體材料合成過程中的鹽、堿、氨材料混合和配比,并將各物料平穩的輸送至反應釜中,需要平穩的輸送系統、高精度的計量檢測系統、精準快速的控制系統三者的密切配合,這也讓介質的輸送設備和計量設備成為是實現精細化控制的核心設備。

  首先,各“原材料”的配比直接影響著電池的物理性能和化學性能。介質的精確計量直接決定著前驅體材料的品質,如何有效地在鹽溶液配置階段和共沉降反應階段控制好“流量值”,這時需要使用流量計精確地去測量,在測量流量的過程中,同時需要測量介質的溫度,密度等參數。在所有流量測量設備中,質量流量計以測量精度高、流體兼容好、多項參數同時檢測等特點,成為前驅體行業精確計量的首選,特別是科氏質量流量計。

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  科里奧利質量流量計工作原理:當一個位于旋轉系內的質點作朝向或者離開旋轉中心的運動時,將產生一慣性力, 通過直接或者間接地測量出在旋轉管道中流動的流體作用于管道上的科里奧利力,就可以測得流體通過管道的質量流量。

  科里奧利質量流量計直接測量質量流量,有很高的測量精確度。可測量流體范圍廣泛,包括高粘度液的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。在傳統的能源材料合成控制過程中,在配料工藝階段往往需要對鹽液的精度要求更高,科氏質量流量計成為實現精細化控制的核心儀表設備之一。

  介質的輸送設備選擇

  其次,介質的輸送設備有很多種,泵是最主要的設備,也是使用最為廣泛的液體介質輸送設備;然而泵的品種和類型也有很多,像離心泵、葉片泵、柱塞泵、齒輪泵等等;在所有這些類型的輸送泵中,需要選擇介質的兼容性好,輸送平穩,轉速流量線性比好的泵,且出口壓力不受上下游液位的影響或影響較小的泵,齒輪泵絕對是不二的選擇。

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  齒輪泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態金屬等液體,也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。而齒輪泵的特點是:端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了許多固定的密封工作腔,只能用作定量泵;它最大特點是輸出物料平穩,對油液污染不敏感、轉速范圍大、能耐沖擊性負載,維護方便、工作可靠;適用范圍:一般輸送潤滑性質的液體,如石油部門輸送燃料油和潤滑油;在機械行業中用于速度中等,作用力不大的液壓系統以及潤滑油系統中作為輔助油泵;在化工行業中可用于輸送如尼龍、聚乙烯、聚丙烯和其他熔融樹脂等高黏度物料。

  在新能源鋰電合成過程中,正極材料多是不同配比復合鹽的混合液,恰恰可以使用泵的特性來有效平穩地輸送混合液。

  如果將這兩個產品的優勢合并在一起,發揮1+1>2的效果。是否可以達到事半功倍的效果呢?

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  能源材料合成控制系統EM-SCS

  給客戶多一種選擇,PH反饋控制模式可供選擇外,還有比例模式可選擇。研究證明,使用能源材料合成控制系統后控制精度都有幅度提升。

  (以上圖片部分來源于網絡)

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