Autorius: Dany Huang, Ph.D.
„TOB New Energy“ generalinis direktorius ir tyrimų ir plėtros vadovas
Susisiekite su Dr. Huang „LinkedIn“.
Santrauka ir pagrindiniai dalykai
Žemo rasos taško sausoje patalpoje baterijų gamyboje veikia –40 laipsnių arba žemesnėje temperatūroje, kai naudojami įprastiniai ličio-jonų surinkimai, ir –60 laipsnių ar žemesnėje temperatūroje, kai naudojami ličio-metalo, ličio-sieros ir sulfido kietojo kūno procesai. Skirtumas tarp šių dviejų skaičių yra viena eilės tvarka pagal faktinį vandens kiekį-maždaug 100 ppmv, palyginti su maždaug 10 ppmv{10}}ir kelis kartus didesnę nei sausinimo energija kilogramui pašalinto vandens.
- Įprasti ličio -jonai (grafito anodas, skystas elektrolitas): –40–45 laipsnių kraunant, suvirinant, užpildant elektrolitu ir sandarinant.
- Didelio-nikelio ir silicio{1}}maišymo elementai: nuo –45 laipsnių iki –60 laipsnių. Šių medžiagų paviršiaus drėgmė skatina HF susidarymą, dujų susidarymą ir suspensijos nestabilumą.
- Ličio -siera ir ličio-metalas: mažesnis arba lygus –60 laipsnių . Kietoji sulfidinė būsena: nuo –60 laipsnių iki –80 laipsnių, nes drėgmė išskiria toksišką H₂S ir sutrinka jonų laidumas.
- Aparatinės įrangos slenkstis: vienas desikanto rotorius pasiekia maždaug –40 laipsnių. Žemiau –55 laipsnių kaskadinės kelių rotorių sistemos yra standartinės, o regeneracinė šiluma tampa dominuojančia eksploatavimo kaina.
Rasos taško specifikacijų kopijavimas iš vienos akumuliatoriaus gamyklos į kitą – šešios{0} figūrėlės įranga užsakoma netinkamam procesui. Įprastinei NMC gamybai pastatyta gamykla dirba pelningai –40 laipsnių temperatūroje. Taikykite tą patį skaičių sulfido kietojo kūno linijai, o elektrolitų gabalėliai, H₂S aliarmai suveiks, o brangios partijos taps pavojingomis atliekomis. Užtepkite –60 laipsnių, kur pakanka –40 laipsnių ir augalas kas valandą sudegina pinigus atsinaujinimo energija. Skaičius turi būti gautas iš chemijos-ir jis turi būti paverstas vandens kiekiu prieš nustatant bet kokio sausintuvo dydį.
Kas skaičiuojama kaip žemas rasos taškas? –40 laipsnių prieš –60 laipsnių, apibrėžta
Žemo rasos taško sausoje patalpoje oro temperatūra –40 laipsnių ar žemesnė, tai atitinka maždaug 100 ppmv vandens garų. Itin žemo rasos taško patalpoje palaikoma –60 laipsnių ar žemesnė temperatūra, o tai atitinka maždaug 10 ppmv. Pirmasis aptarnauja įprastą ličio{7}}jonų surinkimą. Antrasis yra skirtas ličio -metalo, ličio-sieros ir sulfido kietojo kūno{11}}darbams, kai drėgmės pėdsakai tiesiogiai reaguoja su aktyvia medžiaga.
Konvertavimas iš rasos taško į vandens kiekį yra eksponentinis, o ne tiesinis. Nuo –40 laipsnių iki –80 laipsnių juostoje kiekvienas papildomas 10 laipsnių rasos taško sumažinimas sumažina vandens kiekį maždaug tris kartus. Žingsnis nuo –40 iki –60 nėra sugriežtinta tos pačios specifikacijos versija. Tai kitos klasės augalas.
| Rasos taškas | Vandens kiekis (apie 1 atm) | Įprasta baterijos zona |
|---|---|---|
| -20 laipsnių | ~1 000 ppmv (~0,9 g/m³) | Sausas sandėlis, kai kurios dengimo patalpos |
| -40 laipsnių | ~100–130 ppmv (~0,1 g/m³) | Įprastas li-jonų surinkimas, užpildymas, sandarinimas |
| -45 laipsnių | ~50–70 ppmv | Didelio-nikelio katodo, silicio-mišinio anodo linijos |
| -60 laipsnių | ~10 ppmv (~0,01 g/m³) | Ličio-metalas, ličio-siera, sulfidas, kietasis{2}}kūnas |
| -70 laipsnių | ~2–3 ppmv | Išplėstinės kietojo kūno{0}}pilomosios zonos |
Vertės yra apytikslės ir priklauso nuo slėgio-. Eksponentinė tendencija, o ne dešimtainis skaičius, yra inžinerinis taškas.
Rasos taško reikalavimai pagal akumuliatoriaus chemiją
Įprastas li-jonas: –40 laipsnių yra standartas ir jis kainuoja
Naudojant LiPF₆-pagrindo elektrolitą, vanduo druską hidrolizuoja į HF ir PF₅. HF išgraviruoja katodo paviršius, ištirpina pereinamuosius metalus ir įterpia dujų kišenes sandarioje kameroje. Kritinės drėgmės langas nėra dengimo patalpa-, tai kiekviena zona, kurioje prieš sandarinimą kartu egzistuoja plikas elektrodas, separatorius ir elektrolitas: krovimas, suvirinimas, užpildymas ir galutinis uždarymas. Ekspozicijos laikas yra toks pat svarbus kaip koncentracija. 30 sekundžių perkėlimas esant 100 ppmv ir keturių valandų atviras paleidimas tame pačiame rasos taške nėra ta pati dozė.
Aukštos-nikelio ir silicio-maišymo linijos: nuo –45 laipsnių iki –60 laipsnių
Ant daug{0}}nikelio turinčių paviršių yra ličio hidroksido ir ličio karbonato likučių. Abu yra higroskopiški. Absorbuotas vanduo padidina paviršiaus pH, paverčia paviršiaus rūšis ir stumia katodo suspensijas link želė susidarymo, kuris vėliau pasirodo kaip dangos dryžiai ir reologinis poslinkis. Silicio-maišymo anodai prideda seKondų mechanizmas: kiekvienas išsiplėtimo ciklas atveria naują paviršių, kuris reaguoja su bet kokia esančia drėgme. Linijos, kuriose veikia NMC 8 ir naujesnė serija, arba silicio kiekis, viršijantis kelis procentus, surinkimo zonose paprastai nurodo –45–60 laipsnių.
Ličio -Siera: mažesnė arba lygi –60 laipsnių
Ličio metalas reaguoja su vandeniu, sudarydamas LiOH ir Li2O plėveles, išskirdamas vandenilio dujas. Plėvelė padidina sąsajos varžą; dujos tampa saugos kintamuoju. Li-S elektrolitai, kurių pagrindą sudaro eteriniai tirpikliai, pvz., DOL/DME, patys yra higroskopiški ir suyra su vandeniu. −60 laipsnių yra praktiškos grindys atkuriamam bandomajam darbui, o didesni ličio{5}}metaliniai elementai dažnai spaudžiasi stipriau.
Sulfido kietoji būsena{0}}: nuo –60 laipsnių iki –80 laipsnių, kur drėgmė yra toksiška du kartus
Sulfido elektrolitai, tokie kaip Li₆PS₅Cl, reaguoja su vandeniu, išskirdami vandenilio sulfidą ir sudarydami izoliuojančias fosfato ir oksido fazes. H₂S yra toksiškas ir degus; ta pati reakcija ardo joninį laidumą, kuriam buvo pasirinkta medžiaga. Pakanka kelių šimtų ppmv, svyrančių virš atviros partijos, kad išmatuojamai pablogėtų miltelių paviršius ir susidarytų aptinkamas H₂S. Štai kodėl sulfidinės bandomosios linijos veikia pirštinių -dėžutės- lygiavertėmis sąlygomis: –60 laipsnių, dažnai nuo –70 laipsnių iki –80 laipsnių, nuolat stebint H₂S patalpoje ir išmetant.
Inžinerinė įžvalga:
Rasos taškas priklauso zonos žemėlapyje, o ne pastato brėžinyje. Vienas pasaulinis –60 laipsnių taikinys padaugina drėgmės pašalinimo energiją dangos, saugojimo ir senėjimo zonose, kurioms reikia tik –40 laipsnių, o vienas –40 laipsnių taikinys tyliai suardo kietosios būsenos liniją kiekvieną kartą, kai atsidaro perdavimo durys. TOB New Energy procesų komanda kiekvienai gamyklos zonai-dengiama, kalandruojama, pjaustoma, sukraunama, suvirinama, užpildoma, sandarinama, sendinama- pagal rasos taško reikalavimus, prieš nustatydama drėgmės surinktuvo dydį. Siųskite chemijos duomenis, langelių formatą ir zonų sąrašą, kad gautumėte zonos-pa{10}}rasos taško žemėlapio šabloną ir atitinkamą sausintuvo pasirinkimo lapą.
Sausintuvo architektūra: vieno rotoriaus ir kaskados sistema
Sausiklio rotoriaus sistema vandenį pašalina trimis etapais: iš anksto{0}}aušinant kondensuojasi didelės drėgmės apkrova, besisukantis džiovinimo ratas (silikagelis arba molekulinis sietas) adsorbuoja likusią dalį, o po{1}}aušinimo nustatoma tiekimo temperatūra. Rato regeneravimo sektorius įkaitinamas iki 100–140 laipsnių, kad pašalintų susikaupusį vandenį. Pasiekiamas rasos taškas priklauso nuo to, kiek kartų šis ciklas taikomas tam pačiam oro srautui.
Vieno{0}}rotoriaus sistemospasiekti apie –40 laipsnių gerai-suplanuotais išankstiniais- ir post-etapais. Tai apima įprastą ličio{5}}jonų surinkimą ir daugumą elektrodų apdorojimo.
Kaskados sistemospaleiskite antrąjį rotorių-arba membranos pakopą-jau-sausu oru, pasiekiančiu –60 laipsnių ir žemiau. Pakopinės architektūros reikalavimas yra kietojo -kūno ir ličio-metalinės linijos, o bausmė reali: kapitalo sąnaudos padidėja 1,5–2,5 ×, o regeneracinė šiluma, tenkanti vienam kilogramui pašalinto vandens, smarkiai pakyla, nes taikinys veržiasi. Paskutinių 10 ppmv pašalinimas kainuoja kelis kartus daugiau nei pirmųjų 100 ppmv.
| faktorius | Vieno{0}}rotolio sausintuvas | Kaskados kelių{0}}rotorių sistema |
|---|---|---|
| Pasiekiamas kambario rasos taškas | –35–45 laipsnių | –55–80 laipsnių |
| Patiekiama tipiška chemija | Įprastas li{0}}ionas, LFP | Li-metalas, Li-S, kietasis sulfidas{2}} |
| Santykinė capex (tas pats oro tūris) | Bazinė linija | 1,5–2,5 × bazinis lygis |
| Regeneracinė energija kilogramui vandens | Bazinė linija | Staigiai pakyla žemiau –50 laipsnių |
| Pėdsakas ir valdymo sudėtingumas | Kompaktiškas, vidutinio sunkumo | Didesnis; Būtinas tarppakopinis drėgmės stebėjimas |
| Atleidimo strategija | N+1 rotorius | N+1 vienam etapui arba etapiniam apvažiavimui |
Kambario inžinerija svarbi tiek pat, kiek ir oro sausintuvas. Sausose patalpose veikia teigiamas slėgis-paprastai nuo +5 iki +15 Pa, palyginti su gretimais koridoriais-su oro užraktais, užrakintomis durimis ir kaskadomis nuo švariausių iki mažiausiai švarių. Žmonės yra drėgmės apkrova: kiekvienas gyventojas kvėpuodamas ir prakaituodamas prideda dešimtis gramų vandens per valandą, todėl užimtumas yra dizaino įvestis ir priėmimo testo terminas. Griežčiausioms linijoms skirtas kaskadinis džiovinimo rotorinis sausintuvas, skirtas itin-žemo rasos taško akumuliatoriaus sausoms patalpoms, yra nurodytas kaip dviejų-pakopų įrenginys su tarppakopiniu rasos taško stebėjimu nuo pirmos dienos, pristatomas tiesiai iš gamintojo, o ne surenkamas vietoje iš trečiųjų šalių komponentų.
NMP atkūrimas: atskiras srautas, kuris niekada neturi susidurti su sausa patalpa
Katodinės dangos džiovintuvai išleidžia didelius oro kiekius, pernešančius NMP garus, paprastai 1–5 g/m³. Atkūrimas vyksta laipsniškai kondensuojant-atšaldant išmetamąsias dujas iki maždaug –15––30 laipsnių, surenkama didžioji dalis tirpiklio-, o po to atliekamas adsorbcijos poliravimas, kad būtų pasiektos emisijos ribos. Atgautas NMP turi pakartotinio naudojimo specifikaciją, o griežčiausias terminas jame paprastai yra vanduo: esant maždaug 0,1 masės % drėgmei, tirpiklis nebetinka naudoti katodo suspensijai.
Dvi projektavimo taisyklės užtikrina sistemų nepriklausomybę. Pirma, srautai lieka atskirti: tirpikliu-pakrautos dangos išmetamosios dujos niekada neturi pasiekti džioviklio rotoriaus, nes organiniai garai užteršia sietą, sumažina talpą, o sistemai, sukurtai tik vandeniui, kyla kvapo ir gaisro pavojus. Antra, kondensatoriaus aušinimo apkrova apskaičiuojama pagal faktinę įrenginio išmetamųjų dujų drėgmę, nes vanduo konkuruoja su NMP dėl šaldymo pajėgumų. ANMP tirpiklių regeneravimo sistema iš akumuliatoriaus elektrodų dengimo linijųdydžio be to vandens balanso atitinka jo atkūrimo skaičių popieriuje ir nesiekia vasaros eksploatacijos.
Nurodykite „iki raktų“ sausą patalpą: ką reikia nurodyti pirkimo užsakyme
Pirkimo užsakymas nusprendžia, ar kambarys veikia. Jai priklauso keturi elementai, be oro tūrio ir tikslinio rasos taško:
- zonos žemėlapis su rasos tašku kiekvienai zonai,plius užimtumo ir{0}}durų atidarymo prielaidos kiekvienam.
- Jutiklio specifikacijos ir kalibravimas:atšaldytas veidrodis arba didelio tikslumo Kambarys yra tik tiek sausas, kiek mano blogiausias{2}}kalibruotas jutiklis.
- Atleidimas:N+1 rotoriaus talpa arba pakopinis apėjimas, todėl regeneravimas ar aptarnavimas niekada nepablogina patalpos specifikacijos.
- Veiklos priėmimo testas:rasos taškas išlaikomas tikslinėje vietoje su projektuojamu užimtumu ir tikrovišku durų srautu{0}}ne tuščioje patalpoje.
The„iki rakto“ sausų patalpų projektavimas ir sausintuvų inžinerija ličio baterijų gamyklomskuris uždaro šiuos keturis elementus prieš išsiuntimą, yra skirtumas tarp vienos-savaitės ir vieno-ketvirčio paleidimo. Masinio pirkimo programoms ta pati šaltinio gamykla taip pat integruoja NMP atkūrimą, slėgio kaskadas ir H₂S stebėjimą į vieną sritį, todėl sistemos sąsajos išsprendžiamos Siamene, o ne aptinkamos vietoje.
Pasiruošę nustatyti tinkamą rasos tašką{0}}ir jį išlaikyti?
Sausos patalpos kapitalas ir energija yra tiesioginė vieno skaičiaus kiekvienoje zonoje funkcija, ir šis skaičius yra chemijos sprendimas. Kaip tiesioginio šaltinio „iki rakto“ tiekėja, „TOB New Energy“ projektuoja sausas patalpas, tiekia vieno-rotorinio ir kaskadinio drėkinimo sistemas ir integruoja NMP regeneravimo ir dujų stebėjimą ličio-jonų, ličio-metalo ir kietojo kūno{4}}programoms. Nusiųskite chemiją, langelio formatą ir tikslinę išvestį inžinierių komandai, kad gautų zonos rasos taško žemėlapį, įrangos išdėstymą ir gamyklos{6}}tiesioginę citatą.
DUK: sausos patalpos rasos taško standartai
Kokio rasos taško reikia ličio{0}}jonų akumuliatoriaus sausai patalpai?
-40 laipsnių iki -45 laipsnių surinkimui, elektrolitų užpildymui ir sandarinimo zonoms. Dengimo ir laikymo vietos gali būti švelnesnės. Didelio-nikelio ir silicio{5}}maišymo linijos sugriežtina skaičių iki –45 laipsnių iki –60 laipsnių.
Ar tikrai būtinas –60 laipsnių rasos taškas kietojo kūno{1}}baterijoms?
Taip kietojo -sulfido ir ličio{1}}metalo sistemoms. Drėgmė reaguoja su sulfidais, išskirdama H₂S ir sudaro izoliacines fazes. −60 laipsnių yra praktinė riba; Nuo –70 laipsnių iki –80 laipsnių yra įprasta pažangiose pilotavimo linijose.
Kiek vandens yra ore esant –40 laipsnių, palyginti su –60 laipsnių rasos tašku?
Maždaug 100 ppmv –40 laipsnių temperatūroje, apie 10 ppmv –60 laipsnių temperatūroje -maždaug dešimt kartų. Pašalinus šią galutinę eilę, regeneravimo energijos sąnaudos padidės.
Ar vienas sausintuvas gali tarnauti ir dengimo linijoje, ir surinkimo sausoje patalpoje?
Ne. Dangos išmetamosiose dujose teka NMP garai, kurie užteršia džioviklio rotorius, o abiejose srityse reikia skirtingų rasos taškų ir slėgio kaskadų. Laikykite srautus ir sistemas atskirai.
Techninė nuoroda, kurią parengė TOB New Energy procesų inžinerijos grupė iš sausų patalpų ir tirpiklių regeneravimo įrenginių naudojant ličio-jonų, ličio-metalo ir kietojo kūno{2}}programas. Norėdami gauti zonos rasos taško žemėlapį pagal jūsų specifinį chemijos ir ląstelių formatą, susisiekite su Dr. Dany Huang „LinkedIn“ arba pateikite gamyklos maketą Xiamen inžinerijos stalui.
