Cymysgydd Planedau Dwbl Deallus Yushun: Arloesi Technoleg Paratoi Slyri Cathod Batri Lithiwm

Heddiw, gan fod y diwydiant pŵer batri yn cyflymu ei gynnydd tuag at y cyfnod TWh, mae dwysedd ynni, bywyd beicio a pherfformiad diogelwch batris lithiwm eisoes wedi dod yn ddangosyddion allweddol cystadleurwydd craidd cwmni. Ac mae'r holl agweddau perfformiad hyn wedi'u gwreiddio yn ansawdd y paratoad slyri electrod positif batri lithiwm - fel y "llinell amddiffyn gyntaf" wrth gynhyrchu taflenni electrod positif batri lithiwm, mae unffurfiaeth, sefydlogrwydd a gwasgariad y slyri electrod positif yn pennu'n uniongyrchol effeithiolrwydd cotio, treigl a phrosesau eraill dilynol, a hyd yn oed ddylanwadu ar berfformiad cyffredinol y cynnyrch batri terfynol. O dan ofynion diwydiant o'r fath, mae Peiriant Cymysgu Planedau Dwbl Deallus Yushun, sy'n dibynnu ar ei groniad technegol a'i ddatblygiadau arloesol ym maes offer batri lithiwm, yn datrys problemau craidd paratoi slyri electrod positif yn union, ac yn dod yn offer allweddol sy'n helpu mentrau i leihau costau, cynyddu effeithlonrwydd a gwella cystadleurwydd cynnyrch.

Nid cymysgedd syml o ddeunyddiau yn unig yw past catod batri lithiwm, ond yn hytrach system coloidaidd gymhleth sy'n cynnwys cydrannau lluosog mewn cyfrannau manwl gywir. Gellir ei ystyried fel "ateb maethol" batris lithiwm ac mae'n gyswllt craidd sy'n cysylltu deunyddiau crai y catod a'r celloedd batri gorffenedig. Mae ei brif gydrannau'n cynnwys pedwar cynhwysyn allweddol: deunyddiau gweithredol catod (fel NCM523, NCM811, ffosffad haearn lithiwm, ac ati), cyfryngau dargludol (fel carbon du dargludol, nanotiwbiau carbon, ac ati), rhwymwyr (fel polyacrylonitrile, PVDF, ac ati), a thoddyddion organig (fel N, N, acetamolpyidone, N, methyl methyl, methylone, N, N. ac ati). Efallai y bydd rhai fformwleiddiadau hefyd yn ychwanegu ychydig bach o lenwwyr anorganig ac asiantau malu i optimeiddio perfformiad.

Mae gan bob un o'r pedair cydran hyn eu swyddogaethau eu hunain ac maent yn anhepgor: Y deunyddiau gweithredol yw'r craidd ar gyfer storio a rhyddhau ynni, gan benderfynu'n uniongyrchol ar lwyfan dwysedd ynni a foltedd y batri; Mae'r asiantau dargludol yn gyfrifol am adeiladu rhwydwaith trawsyrru electron effeithlon, lleihau ymwrthedd ohmig yr electrod, ac osgoi cyswllt gwael rhwng gronynnau deunydd gweithredol; Mae'r rhwymwr yn gweithredu fel "glud", gan osod y deunyddiau gweithredol a'r asiantau dargludol yn gadarn ar y casglwr cerrynt ffoil alwminiwm, gan gynnal uniondeb y strwythur electrod, a sicrhau adlyniad cadarn rhwng y cotio a'r casglwr presennol; Mae'r toddyddion organig yn gweithredu fel y cyfrwng gwasgaru, gan doddi'r rhwymwyr a gwlychu wyneb y gronynnau solet, gan ddarparu gwarant ar gyfer cymysgu'r holl gydrannau'n unffurf.

Yn ddelfrydol, dylai'r slyri catod gyflawni effeithiau "dim crynhoad, dim swigod, unffurfiaeth uchel, a sefydlogrwydd uchel", gan ganiatáu i'r asiant dargludol orchuddio wyneb y deunydd gweithredol a'r rhwymwr yn unffurf i ffurfio cysylltiadau effeithiol rhwng y gronynnau heb rwystro'r pores. Y dosbarthiad unffurf lefel microsgopig hwn yw'r rhagofyniad ar gyfer batris lithiwm i gyflawni bywyd beicio uchel, perfformiad cyfradd uchel, a diogelwch uchel, a dyma hefyd nod craidd y broses o baratoi slyri. Yn ôl ystadegau'r diwydiant, mae tua 15% o fethiannau perfformiad batri lithiwm yn cael eu priodoli i ddiffygion prosesau cymysgu slyri, sy'n dangos yn glir bwysigrwydd paratoi slyri catod.

Ar hyn o bryd, mae'r broses homogeneiddio slyri ar gyfer pastau catod batri lithiwm yn bennaf yn cynnwys pedwar llwybr: dull gwlyb, dull lled-sych, dull sych, a dull gwlyb heb rwymwr (dull un cam). Er bod gan bob un o'r llwybrau hyn ei ffocws ei hun, maent i gyd yn wynebu cyfres o heriau cyffredin ac unigol, sydd wedi dod yn dagfeydd allweddol sy'n cyfyngu ar effeithlonrwydd cynhyrchu ac ansawdd cynnyrch mentrau. Gellir crynhoi’r rhain yn bedair problem graidd:

Mae problem gwasgariad anwastad a chrynhoad yn amlwg

Powdrau maint nano yw'r deunyddiau gweithredol a'r cyfryngau dargludol yn y slyri catod yn bennaf, sydd ag arwynebedd arwyneb penodol mawr ac egni arwyneb uchel. Maent yn dueddol o gael crynhoad. Mae gan yr offer traddodiadol un dull troi, sy'n anodd ffurfio grym cneifio dwys a chynhwysfawr, gan arwain at nad yw'r gronynnau powdr yn cael eu gwasgaru'n llawn, gan ffurfio gronynnau "caled agglomerated" - bydd y gronynnau cryno hyn yn rhwystro'r sianeli trawsyrru electronau, gan leihau dwysedd ynni'r batri, a gall hefyd achosi'r gwahanydd i gracio a'r gallu i ddirywio. Yn enwedig yn y broses dull sych, mae unffurfiaeth cymysgu powdr yn hynod o uchel (mae angen i'r gwerth gwyriad fod<3%), and traditional equipment is difficult to meet this strict standard. At the same time, it also faces the bottleneck of low powder wetting efficiency, and has extremely high requirements for the equipment stirring trajectory and dispersion disc line speed (≥17m/s).

Cadw swigod a sefydlogrwydd annigonol

P'un ai yn y broses wlyb ar gyfer paratoi hydoddiant gel PVDF neu yn y dull cynhyrchu "un-cam" heb baratoi gel, mae aer yn dueddol o gael ei ddal yn ystod y broses droi, gan arwain at ffurfio swigod. Mae gallu rheoli gwactod offer traddodiadol yn gyfyngedig, ac ni all gael gwared ar y swigod bach yn y slyri yn effeithiol. Bydd y swigod hyn yn achosi tyllau pin a diffygion deunydd yn ystod y broses cotio electrod, nid yn unig yn effeithio ar ansawdd ymddangosiad yr electrod ond hefyd o bosibl yn achosi cylchedau byr mewnol yn y batri, gan fygwth diogelwch defnydd yn ddifrifol. Ar yr un pryd, mae offer traddodiadol yn cael anhawster i reoli tymheredd a gludedd y slyri yn union, gan arwain at haeniad a dyodiad y slyri yn ystod storio a defnyddio, cysondeb swp gwael, ac sy'n effeithio ar sefydlogrwydd cynhyrchu dilynol - yn y broses wlyb, mae offer traddodiadol yn aml yn wynebu problemau megis cadw swigen yn yr ateb gel, treiddiad deunydd annigonol, a sefydlogrwydd swp gwael; yn y broses o baratoi gwlyb di-gel, mae angen i'r offer gyflawni gwasgariad cyflymder uchel (1350 r/mun) ar yr un pryd a rheolaeth gwactod manwl gywir (-80 kPa), ond ni all offer traddodiadol gydbwyso effeithlonrwydd gwasgariad a sefydlogrwydd slyri.

Cydweddoldeb proses wael a defnydd uchel o ynni

Mae gan wahanol ddeunyddiau catod (fel deunyddiau teiran a ffosffad haearn lithiwm) a gwahanol lwybrau proses homogeneiddio ofynion sylweddol wahanol ar gyfer paramedrau megis cyflymder cylchdro, torque, rheoli tymheredd, a strwythur llafn yr offer cymysgu. Er enghraifft, yn y system LFP, oherwydd ei ddwysedd uwch (2.6g / cm³ vs NCM 2.0g / cm³), mae angen cyflymder cylchdro uwch i oresgyn yr ymwrthedd gwaddodiad gronynnau, tra yn y system NCM, bydd cyflymder cylchdro rhy uchel yn achosi i'r cadwyni moleciwlaidd PVDF dorri; yn y broses lled-sych, mae'r cam deuol "cymysgu gwasgariad" yn ei gwneud yn ofynnol i'r offer fod ag allbwn torque cryf a galluoedd rheoli tymheredd deallus. Mae offer confensiynol yn agored i broblemau megis jamio deunydd yn y siafft, defnydd uchel o ynni, a gwasgariad anghyflawn wrth ei ddefnyddio. Mae offer traddodiadol yn bennaf o strwythur sefydlog, ni all addasu'n hyblyg i wahanol ofynion proses. Wrth newid y broses, mae angen ailosod yr offer neu wneud addasiadau sylweddol i'r paramedrau, sy'n feichus ac yn arwain at ddefnydd isel o offer a defnydd uchel o ynni, gan gynyddu cost cynhyrchu'r fenter.

Effeithlonrwydd cynhyrchu isel a chysondeb swp gwael

Mae cylch troi offer homogeneiddio traddodiadol yn hir. Er enghraifft, mae cylch cynhyrchu confensiynol y broses wlyb yn gofyn am fwy na 12 awr. Yn eu plith, mae paratoi gel PVDF yn gofyn am 4-6 awr o droi + 12 awr o sefyll, mae angen 5 awr ar y prif ymdreiddiad deunydd, ac mae'r gwasgariad cyflym yn gofyn am gyflymder parhaus o 1300 r/min am 5 awr. Mae hyn yn cyfyngu'n ddifrifol ar effeithlonrwydd cynhyrchu. Ar yr un pryd, nid oes gan yr offer alluoedd rheoli deallus ac ni all fonitro ac addasu'r paramedrau troi mewn amser real, gan arwain at amrywiadau mawr mewn gludedd, gradd gwasgariad a dangosyddion eraill y slyri o wahanol sypiau (sy'n fwy na'r gofyniad safonol cenedlaethol ±5%), gan effeithio ar gysondeb cynhyrchion batri, a chynyddu llwyth gwaith a chost didoli a phrofi dilynol.

Mewn ymateb i bedwar pwynt poen craidd y broses homogeneiddio, treuliodd tîm Ymchwil a Datblygu Yushun Intelligent Equipment dair blynedd yn cynnal ymchwil a datblygiad technegol. Trwy integreiddio mecaneg hylif, gwyddor deunyddiau a thechnoleg rheoli deallus, maent wedi creu cenhedlaeth newydd o system gymysgu planed ddeuol ddeallus. Gyda phum mantais graidd, mae'n union yn datrys y problemau wrth baratoi pastau catod ac yn dod yn offer a ffefrir ar gyfer mentrau batri lithiwm - mae dewis cymysgydd planedol dwbl deallus Yushun yn ei hanfod yn golygu dewis datrysiad cynhyrchu effeithlon, sefydlog ac arbed ynni, a hefyd dewis gwella cystadleurwydd cynnyrch.

Cymysgu cyfansawdd planed deuol, gan ddatrys problem gwasgariad anwastad

Mae'r offer yn mabwysiadu system symud ddeuol o "chwyldro ffrâm planed + cylchdroi disg gwasgariad", ynghyd â dyluniad sgraper cylchdro, i gyflawni cymysgu cornel 360 gradd a darfudiad cythryblus o'r deunyddiau, gan ffarwelio'n llwyr â chymysgu parthau marw a gweddillion deunyddiau. Mae dyluniad crafu gwaelod y padl gymysgu, ynghyd â chryndod uchel (llai na 0.2mm) y tu mewn i'r gasgen a'r bwlch deunydd padlo rhesymol, yn sicrhau y gellir cymysgu'r deunyddiau ar wal a gwaelod y gasgen yn llawn. Ar yr un pryd, gall cyflymder llinell y ddisg wasgaru gyrraedd 25m/s, sy'n llawer uwch na safonau confensiynol y diwydiant, a all gynhyrchu grym cneifio dwysedd uchel, torri'r crynhoad powdr yn effeithiol, a rheoli maint gronynnau'r past ar lefel isel iawn. Mae'r data mesur gwirioneddol yn dangos, o'i gymharu ag offer traddodiadol, bod unffurfiaeth y deunyddiau wedi'u prosesu wedi gwella 40%, mae cysondeb y swp yn cyrraedd 99.3%, yn bodloni gofynion llym y broses sych yn berffaith ar gyfer unffurfiaeth cymysgu powdr, ac yn gwella'n sylweddol effeithlonrwydd gwlychu powdr, sy'n addas ar gyfer anghenion gwasgariad gwahanol ddeunyddiau catod megis ffosffad haearn teiran a lithiwm.

Mae technoleg gwactod uwch-gritigol yn dileu'r risg o swigod gweddilliol

Mae Yushun Intelligent wedi datblygu system rheoli graddiant gwactod aml-gyfnod yn arloesol, a all gyflawni lefel gwactod uchel iawn o - 98 kPa, sy'n llawer uwch na lefel gwactod offer confensiynol yn y diwydiant. Ar yr un pryd, mae'n mabwysiadu dwy set o seliau mecanyddol a dyluniad sêl gyfansawdd caled meddal, yn ogystal â strwythur wedi'i selio'n llawn ar gyfer y blwch trawsyrru planedol, gan sicrhau bod y pwysedd gwactod yn aros yn uwch na -0.092 am 24 awr heb unrhyw ollyngiad olew na nwy yn gollwng. Gall y system gwactod effeithlon hon dynnu swigod bach o'r slyri yn gyflym, gan gynyddu'r effeithlonrwydd defoaming 60%, gan leihau'r cynnwys swigen gweddilliol i lai na 0.01%. Mae hyn yn dileu diffygion megis tyllau electrod a phrinder deunyddiau wrth eu gwraidd, gan sicrhau perfformiad diogelwch y batri. Ar ben hynny, gall yr amgylchedd gwactod atal anweddiad toddyddion ac ocsidiad slyri yn effeithiol, gan wella sefydlogrwydd y slyri ymhellach, a chwrdd â gofynion gwactod llym y broses gwlyb di-halltu "dull un cam"