Применение воздушного компрессора в производстве литийных батарей

Воздушный компрессор играет жизненно важную роль в производстве литийных батарей, и его применение проходит через весь процесс от изготовления полюсных пластин до химического компонента.Ниже приведены четыре аспекта анализа основных сценариев применения, технологических принципов, отраслевых ценностей и рыночных тенденций:

I. Основные сценарии применения: покрытие всей цепи производства литиевых батарей

1. Фаза изготовления полярных плит

• Нанесение и перемешивание: воздушный компрессор обеспечивает сжатый воздух для покрывателя и смешивателя, приводящий раствор для равномерного нанесения на полярные пластины.
• Защита от сварки: Высокочистый азот получается процессом производства азота, изоляция кислорода при сварке полюсных обоих, предотвращение высокотемпературного окисления.
• Передача материалов: использование пневматической системы транспортировки для быстрой транспортировки позитивных / негативных материалов, избежание пылевого загрязнения.

2. Стадия синтеза ячейки

• Обмотка и слоивание: Устройство с сжатого воздуха точно контролирует процесс обмотки или слоивания полюсных пластин, обеспечивая стабильность структуры ячейки.
• Обработка жидкостью и вакуум: Перед закачиванием жидкости необходимо вытянуть вакуум ячейки, воздушный компрессор совместно с вакуумным насосом для достижения среды отрицательного давления, чтобы предотвратить окисление электролита.

3. Фаза химического соединения

• Моделирование среды: Во время испытания батареи воздушный компрессор регулирует давление испытательной камеры, чтобы имитировать производительность батареи в различных условиях работы.
• Управление оборудованием: механические руки, датчики, управляющие контрольным оборудованием, обеспечивающие автоматизацию процесса испытаний.

4. Специальная технологическая поддержка

• Дробление воздушных потоков: Использование воздуха высокого давления для привода дробительного оборудования, материалы электродов до микрометров, повышение плотности энергии батареи.
• Процесс производства азота: обеспечивает сжатый воздух для газогенератора, генерирует азот с чистотой ≥ 99,99%, используется для защитного газа в процессе печения, хранения и т. д.

Технические принципы: точный контроль качества газа

1. Регулирование давления и расхода

• Внутреннее давление воздушного компрессора стабильно от 0,6 до 0,8 МПа посредством управления преобразователями частоты или регулирования входного проводника, расход воздуха соответствует потребности (например, расход воздушного компрессора центробежного типа > 80 м3 / мин).
• Дизайн без масла: Использование технологии безмасляной смазки, чтобы избежать загрязнения материалов электродов смазочными маслами, соответствует требованиям высокой чистоты производства литийных батарей.

2. Сушка и фильтрация газа

• Система многоступенчатой фильтрации обеспечивает содержание пыли в сжатом воздухе ≤0,01 мкм, давление точки росы ниже -40°C, предотвращает короткое замыкание батареи из-за влаги.

3. Стабильность устройства

• Высококлассные воздушные компрессоры оснащены интеллектуальными системами мониторинга (например, ICONS), которые в режиме реального времени контролируют давление, температуру, вибрационные параметры, предупреждают о неисправности и автоматически регулируют стратегию работы.

Ценность отрасли: двойная гарантия безопасности и эффективности

1. Контроль качества.

• Литийные батареи очень чувствительны к концентрации кислорода и воды в производственной среде, а воздушный компрессор поддерживает процесс производства азота и вакуума, что гарантирует отсутствие риска окисления внутри ячейки.

2. Повышение энергетической эффективности

• Энергосберегающая технология: Использование высокоэффективных центрифужных компрессоров (например, серии NX5000 Ingersoll), которые позволяют снизить потребление энергии на 15% -20% за счет оптимизации конструкции колеса и рекуперации отходов тепла.
• Сокращение простоев: стабильное газоснабжение, предотвращение остановки оборудования из-за колебаний давления, повышение OEE (комплексная эффективность оборудования) на производственной линии.

3. Совместимость процесса

• Интеграция с автоматизированной системой, поддержка MES (системы исполнения производства) для динамического планирования потребления газа, адаптация к требованиям массового производства.

Тенденции рынка: модернизация технологий и рост спроса

1. Расширение масштабов

• Ожидается, что объем поставок литийных батарей в Китае в 2024 году превысит 1100 ГВтч, что приведет к росту спроса на воздушные компрессоры более чем на 24%, а спрос на центрифужные воздушные компрессоры может превысить 400 единиц.

2. Технические направления

• Немасляция: полная замена масляного воздушного компрессора, избежание остатков смазочного масла.
• Модульная: Регулирование «высокого и низкого» путем совместного управления несколькими агрегатами, снижение потребления энергии без нагрузки.
• Оцифровка: в сочетании с алгоритмом ИИ для прогнозирования потребления газа и оптимизации стратегии пуска и остановки воздушного компрессора.

3. Применение расширения сценария

• С развитием технологии твердотельных аккумуляторов воздушные компрессоры должны быть адаптированы к более высоким температурным процессам (например, керамическому спеканию электролитов), что требует более высоких требований к чистоте газа и давлению.

Заключение

Воздушный компрессор не только является «сердцем» производства литийных батарей, но и ключевым оборудованием для обеспечения качества и повышения эффективности.В будущем, по мере развития литийных батарей к более высокой плотности энергии и более крупномасштабному производству, технология воздушного компрессора будет развиваться в более интеллектуальном и энергосберегающем направлении, продолжая расширять возможности новой энергетической отрасли.