Лити-ион батерейнууд нь ухаалаг гар утас, зөөврийн компьютер, цахилгаан хэрэгсэл, цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, сэргээгдэх эрчим хүч хадгалах систем зэрэг өргөн хүрээний төхөөрөмжийг тэжээдэг. Тэдгээрийн эрчим хүчний өндөр нягтрал, урт хугацааны ашиглалтын хугацаа, дахин цэнэглэх чадвар нь тэднийг орчин үеийн эрчим хүч хадгалах хамгийн чухал технологийн нэг болгосон. Гэсэн хэдий ч лити-ион батерейг үйлдвэрлэх нь цөөн тооны эд ангиудыг угсрахтай адил хялбар биш юм. Энэ нь хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлыг, ялангуяа хүчилтөрөгч, чийгэнд маш их хариу үйлдэл үзүүлэх материалтай харьцах үед маш нарийвчлалтай, болгоомжтой хяналт шаарддаг. Батерей үйлдвэрлэх явцад аюулгүй байдал, чанарыг хангах хамгийн үр дүнтэй аргуудын нэг бол a азотын бээлий хайрцаг . Энэхүү тусгай тоног төхөөрөмж нь батерейны материалыг бохирдол, хүсээгүй химийн урвалаас хамгаалдаг битүүмжилсэн, идэвхгүй уур амьсгалыг бий болгодог. Энэ нь зөвхөн эмзэг материалыг хамгаалахаас гадна үйлдвэрлэлийн явцад аюултай бодисуудтай харьцдаг ажилчдыг хамгаалдаг.
Лити-ион батерейны үйлдвэрлэлийн тойм
Лити-ион батерейны үйлдвэрлэл нь байгаль орчны хатуу шаардлага бүхий хэд хэдэн нарийн төвөгтэй алхмуудыг агуулдаг.
Катод ба анод бэлтгэх
Катод нь ихэвчлэн литийн кобальт исэл (LiCoO₂), лити никель манганы кобальт исэл (NMC) эсвэл литийн төмрийн фосфат (LiFePO₄) зэрэг идэвхтэй материалыг ашигладаг.
Анодыг ихэвчлэн бал чулуу эсвэл заримдаа дараагийн үеийн батерейнд зориулж литийн металлаар хийдэг.
Эдгээр идэвхтэй материалыг холбогч болон дамжуулагч бодисуудтай хольж зутан үүсгэдэг.
Бүрэх
Энэ зутанг металл тугалган цаас (катодын хувьд хөнгөн цагаан, анодын хувьд зэс) дээр бүрж, электродын хуудас үүсгэдэг.
Нарийвчилсан бүрэх процесс нь жигд зузаан, цахилгааны оновчтой гүйцэтгэлийг баталгаажуулдаг.
Хатаах
N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP) зэрэг уусгагчийг зайлуулахын тулд электродыг хатаана.
Энэ үе шатанд үлдэгдэл чийг нь ирээдүйд батерейны доройтолд хүргэж болзошгүй юм.
Ассемблей
Электродууд нь тусгаарлагчтай хосолсон, овоолсон эсвэл шархлуулж, бүрхүүлд байрлуулна.
Энэ үе шатанд бага зэрэг чийгшилд өртөх нь батерейны ашиглалтыг бууруулдаг химийн урвалыг өдөөж болно.
Электролит дүүргэх, битүүмжлэх
Лити-ион электролит нь ихэвчлэн органик уусгагчид ууссан LiPF₆ гэх мэт литийн давсуудаас бүрддэг.
Тэд усанд маш мэдрэмтгий байдаг, учир нь чийг нь фторын хүчил үүсгэдэг бөгөөд энэ нь дотоод бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зэврүүлдэг.
Үүсгэх ба турших
Батерейнууд нь хяналттай цэнэглэх, цэнэглэх циклийг давж, тогтвортой хатуу электролитийн интерфазын давхарга (SEI) үүсгэдэг.
Энэ үе шат нь батерейны урт хугацааны тогтвортой байдлыг тодорхойлдог.
Эдгээр алхмуудын туршид хүчилтөрөгч, чийгийн түвшинг маш бага буюу ихэвчлэн 1 сая тутамд 1 хэсгээс (ppm) бага байлгах ёстой - доройтол эсвэл аюулгүй байдлын аюулаас зайлсхийх хэрэгтэй.
Азотын бээлий хайрцаг гэж юу вэ?
А азотын бээлий хайрцаг нь идэвхгүй, чийггүй уур амьсгалыг хадгалах зориулалттай битүүмжилсэн камер юм. Өндөр цэвэршилттэй азотын хийгээр тасралтгүй цэвэрлэснээр ажлын орчноос агаар, усны уурыг зайлуулна.
Батерейны үйлдвэрлэлийн функцууд:
Агаар мандлын хяналт - Лити ба электролитийг хүчилтөрөгч эсвэл чийгтэй урвалд оруулахаас сэргийлнэ.
Материалын хамгаалалт - Электродын бүрээс, литийн тугалган цаас, электролитийн уусмалыг тогтвортой байлгана.
Операторын аюулгүй байдал - Шатамхай эсвэл хортой уурыг тусгаарлаж, ажилчдыг өртөхөөс хамгаална.
Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд:
Бээлий – Бутил резин эсвэл неопрен зэрэг химийн бодист тэсвэртэй материалаар удаан эдэлгээтэй байдаг.
Үндсэн танхим - Бүх угсралт, боловсруулалт хийдэг агаар нэвтрэхгүй ажлын хэсэг.
Хийн цэвэршүүлэх систем - Хүчилтөрөгч болон чийгийн түвшинг 1 ppm-ээс доош байлгахын тулд молекул шигшүүр эсвэл катализаторыг ашигладаг.
Мэдрэгч ба монитор – O₂, H₂O болон даралтын түвшинг бодит цаг хугацаанд хянах.
Лити-ион батерей үйлдвэрлэхэд яагаад инерцийн хийн бээлий хайрцаг ашиглах хэрэгтэй вэ?
Лити-ион батерейны үйлдвэрлэлд ихэвчлэн азот эсвэл аргоноор дүүргэсэн инертийн хийн бээлий хайрцгийг ашиглах нь эцсийн бүтээгдэхүүний чанар, гүйцэтгэл төдийгүй ажилчид болон эцсийн хэрэглэгчдийн аюулгүй байдалд шууд нөлөөлдөг хэд хэдэн чухал хэрэгцээ шаардлагаас үүдэлтэй. Битүүмжилсэн, идэвхгүй уур амьсгалыг бий болгосноор бээлий хайрцаг нь үйлдвэрлэлийн явцад мэдрэмтгий материалыг алдагдуулж болзошгүй хүрээлэн буй орчны олон хүчин зүйлийг арилгадаг. Металл лититэй харьцахад азотыг ашиглах боломжгүй бөгөөд аргон нь аюулгүй сонголт гэдгийг анхаарах нь чухал юм.
Литийн исэлдэлтээс урьдчилан сэргийлэх
Лити нь арилжааны зориулалттай хамгийн идэвхтэй металлуудын нэг бөгөөд хүчилтөрөгчийн хамгийн бага өртөлт нь гадаргуугийн шууд урвалыг өдөөж болно. Лити нь агаарт өртөхөд зайны дотоод эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг нимгэн ислийн давхарга үүсдэг. Энэ эсэргүүцэл нь ионы хөдөлгөөнд саад учруулж, эрчим хүчний үр ашгийг бууруулж, гаралтын оргил хүчийг бууруулдаг. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам исэлдэлт нь хүчин чадал буурч, батерейны ашиглалтын хугацааг богиносгодог. Аргоны идэвхгүй агаар мандалд ажилласнаар исэлдэлтээс бүрэн сэргийлж, литийн цэвэр байдал, цахилгаан дамжуулах чанар, батерейны ашиглалтын хугацаанд тогтвортой ажиллах чадварыг баталгаажуулдаг.
Чийгийн урвалаас зайлсхийх
Усны уур нь батерейны үйлдвэрлэлийн бас нэг гол аюул юм. Лити эсвэл зарим электролитууд чийгтэй харьцах үед литийн гидроксид ба устөрөгчийн хий үүсгэдэг урвал явагдана. Эдгээр урвалууд нь идэвхтэй литийг хэрэглэж, хадгалах багтаамжийг бууруулж, аюултай хийн хуримтлал үүсгэдэг. Уут эсвэл цилиндр хэлбэртэй эсүүдэд баригдсан хий нь хавдах, бүтцийн хэв гажилт, дотоод даралт ихсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь гоожих, хагарах, дулааны алдагдах эрсдлийг нэмэгдүүлдэг. Азот эсвэл аргон зэрэг идэвхгүй хийгээр дүүргэсэн бээлий хайрцаг нь чийгийн түвшинг агаар мандлын нөхцлөөс хамаагүй доогуур байлгаж, чийгтэй холбоотой эрсдлийг арилгадаг.
Бохирдлын эрсдэлийг бууруулах
Хүчилтөрөгч, чийгээс гадна бусад бохирдуулагчид, тухайлбал, агаарын тоос, химийн уур, уусгагч бодисууд нь электродын гадаргууд наалдаж эсвэл электролитийн уусмалуудтай холилдож болно. Микроскопийн түвшинд ч ийм бохирдол нь жигд хатуу электролитийн интерфазын (SEI) давхаргын үүсэхийг тасалдуулж болно. Тэгш бус SEI давхарга нь орон нутгийн хэт халалт, тогтмол бус гүйдлийн хуваарилалт эсвэл богино холболт үүсгэж, батерейны үр ашиг, найдвартай байдлыг бууруулдаг. Инерцийн хийн бээлий хайрцаг нь тогтвортой, цэвэр орчинг бүрдүүлж, эс бүрийг чанарын өндөр түвшинд үйлдвэрлэдэг.
Ажилчдын эрүүл мэндийг хамгаалах
Этилен карбонат эсвэл диметил карбонат зэрэг олон электролитийн уусгагч нь хортой, дэгдэмхий, шатамхай шинж чанартай байдаг. Зохих ёсоор хадгалахгүй бол эдгээр химийн бодисууд амьсгалах, гал түймэр гарах эрсдэлтэй. Инерцийн хийн бээлий хайрцаг нь хортой уур гадагшлах боломжгүй, аюулгүй, хаалттай орон зайг бий болгож, үйлдвэрлэлийн нөхцөлийг нарийн хянахын зэрэгцээ ажлын байрны аюулгүй байдлыг эрс сайжруулдаг.
Практик анхаарах зүйлс
Чийглэг ба хүчилтөрөгчийг хянах
Батерейг оновчтой болгохын тулд хүчилтөрөгч, чийгийн түвшинг 1 ppm-ээс бага, заримдаа хэт мэдрэмтгий материалын хувьд 0.1 ppm-ээс бага байлгах хэрэгтэй. Энэ нь өндөр чанартай цэвэршүүлэх систем, байнгын хяналт шаарддаг.
Хэмжээ ба тохиргоо
Судалгааны лаборатори – Эсийн загвар угсрахад нэг станцтай бээлий хайрцгийг ихэвчлэн ашигладаг.
Туршилтын үйлдвэрүүд болон үйлдвэрүүд – Автоматжуулсан үйлдвэрлэлийн шугамд шууд холбогдсон олон станц эсвэл модульчлагдсан бээлий хайрцаг ашиглана.
Бусад тоног төхөөрөмжтэй нэгтгэх
Азотын бээлий хайрцгийг дараахь байдлаар холбож болно.
Электродыг хатаах зуух
Автомат бүрэх машинууд
Электролит дүүргэх систем
Энэ нь электродыг бэлтгэхээс эхлээд эцсийн битүүмжлэх хүртэлх процессыг бүрэн хянах боломжийг олгодог.
Зайны үйлдвэрлэлд азотын бээлий хайрцагны давуу тал
Зайны гүйцэтгэл сайжирсан
Тогтвортой, бохирдолгүй угсралт нь цэнэгийг илүү сайн барьж, эргэлтийн хугацааг бий болгоно.
Гэмтлийн түвшинг бууруулах
Чийг, хүчилтөрөгчийг арилгах нь богино холболт, муу SEI үүсэх эсвэл зэврэлтээс үүдэлтэй эвдрэлийг бууруулдаг.
Аюулгүй байдлын дагаж мөрдөх
Зайны үйлдвэрлэлийн олон дүрэм журам нь лити ба электролиттэй ажиллахад идэвхгүй орчин шаарддаг.
Урт хугацааны зардлын хэмнэлт
Хаягдал багасч, бүтээмж сайжирсан нь бээлий хайрцагны системд оруулсан анхны хөрөнгө оруулалтыг нөхсөн.
Дүгнэлт
Тийм ээ, та лити-ион батерейг азотын бээлий хайрцагт хийж болох бөгөөд өндөр чанартай, аюулгүй, найдвартай үйлдвэрлэлийн хувьд энэ нь ихэвчлэн илүүд үздэг сонголт юм. Азотын бээлий хайрцаг нь исэлдэлт, чийгийн гэмтэл, бохирдлоос үр дүнтэй урьдчилан сэргийлэх идэвхгүй уур амьсгалыг бүрдүүлдэг бөгөөд батерейны эс бүр нь гүйцэтгэл, аюулгүй байдлын нарийн стандартыг хангадаг. Энэхүү хяналттай орчин нь агаар, чийгшилд маш мэдрэмтгий литийн болон электролитийн материалуудтай ажиллахад онцгой ач холбогдолтой юм.
Азотын бээлий хайрцагны дэвшилтэт шийдлүүдийн хувьд Микроуна (Шанхай) аж үйлдвэрийн ухаалаг технологийн ХХК нь лити-ион батерейны үйлдвэрлэлд тохирсон хамгийн сүүлийн үеийн загвар, агаар мандлыг нарийн хянах, найдвартай бат бөх чанарыг санал болгодог. Тэдний тоног төхөөрөмж нь судалгааны лаборатори болон томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийг хоёуланг нь дэмжиж, үйлчлүүлэгчдэд согогийг багасгах, гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх, салбарын дүрэм журмыг дагаж мөрдөхөд тусалдаг. Бүтээгдэхүүний сонголтуудыг судлах эсвэл өөрчлөх хэрэгцээний талаар ярилцахын тулд Mikrouna-тай холбогдох нь илүү аюулгүй, илүү үр ашигтай батерей үйлдвэрлэх эхний алхам болно.
