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精细化控制对前驱体生产工艺的核心作用

发布时间:2021-09-13 14:31

  “双碳政策”的提出,新能源板块再次迎来舆论的热捧。新能源始终是世界各国关注的主题。新能源汽车行业备受瞩目。动力电池的发展更是汽车生产企业上游产业链公司青睐的方向。

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  电池作为电动汽车的核心部件,自然也成为汽车生产制造商PK的主战场。如何生产高质量的动力电池,业界一直在探索。无论是三元锂电池,还是磷酸铁锂电池或其它,评价电池性能和质量的优劣,要从续航能力,稳定性,性价比等多方面来进行比较。一款优良的电池产品的产出,必须以高质量的正负极材料作为基础,高质量的正负极材料的生产,源于正负极材料的生产过程的精确控制,正极材料前驱体生产过程中的盐、碱、氨溶液的投料比例,是关乎正极材料能否合格或者优秀的关键因素,如何将这些“原材料”严格按照最优化的比例进行投料,这需要一套精密的投料控制系统;国内的锂电企业努力在技术和装备上提升产线的投料精度,利用精细化控制的手段对前驱体的核心生产工艺进行提升,通过追求高品质的前驱体材料,来间接提升动力电池的品质。

  实现精细化控制的核心设备

  为解决前驱体材料合成过程中的盐、碱、氨材料混合和配比,并将各物料平稳的输送至反应釜中,需要平稳的输送系统、高精度的计量检测系统、精准快速的控制系统三者的密切配合,这也让介质的输送设备和计量设备成为是实现精细化控制的核心设备。

  首先,各“原材料”的配比直接影响着电池的物理性能和化学性能。介质的精确计量直接决定着前驱体材料的品质,如何有效地在盐溶液配置阶段和共沉降反应阶段控制好“流量值”,这时需要使用流量计精确地去测量,在测量流量的过程中,同时需要测量介质的温度,密度等参数。在所有流量测量设备中,质量流量计以测量精度高、流体兼容好、多项参数同时检测等特点,成为前驱体行业精确计量的首选,特别是科氏质量流量计。

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  科里奥利质量流量计工作原理:当一个位于旋转系内的质点作朝向或者离开旋转中心的运动时,将产生一惯性力, 通过直接或者间接地测量出在旋转管道中流动的流体作用于管道上的科里奥利力,就可以测得流体通过管道的质量流量。

  科里奥利质量流量计直接测量质量流量,有很高的测量精确度。可测量流体范围广泛,包括高粘度液的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、有足够密度的中高压气体。在传统的能源材料合成控制过程中,在配料工艺阶段往往需要对盐液的精度要求更高,科氏质量流量计成为实现精细化控制的核心仪表设备之一。

  介质的输送设备选择

  其次,介质的输送设备有很多种,泵是最主要的设备,也是使用最为广泛的液体介质输送设备;然而泵的品种和类型也有很多,像离心泵、叶片泵、柱塞泵、齿轮泵等等;在所有这些类型的输送泵中,需要选择介质的兼容性好,输送平稳,转速流量线性比好的泵,且出口压力不受上下游液位的影响或影响较小的泵,齿轮泵绝对是不二的选择。

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  齿轮泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体,也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。而齿轮泵的特点是:端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多固定的密封工作腔,只能用作定量泵;它最大特点是输出物料平稳,对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载,维护方便、工作可靠;适用范围:一般输送润滑性质的液体,如石油部门输送燃料油和润滑油;在机械行业中用于速度中等,作用力不大的液压系统以及润滑油系统中作为辅助油泵;在化工行业中可用于输送如尼龙、聚乙烯、聚丙烯和其他熔融树脂等高黏度物料。

  在新能源锂电合成过程中,正极材料多是不同配比复合盐的混合液,恰恰可以使用泵的特性来有效平稳地输送混合液。

  如果将这两个产品的优势合并在一起,发挥1+1>2的效果。是否可以达到事半功倍的效果呢?

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  能源材料合成控制系统EM-SCS

  给客户多一种选择,PH反馈控制模式可供选择外,还有比例模式可选择。研究证明,使用能源材料合成控制系统后控制精度都有幅度提升。

  (以上图片部分来源于网络)

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