المعدات الكيميائية الذكية تمكّن صناعة الطاقة الجديدة: تطبيق شركة شنغهاي وايتشيم للتكنولوجيا المبتكر في تصنيع مواد بطاريات الليثيوم

مقدمة

 

مع التطور السريع لصناعة المركبات الكهربائية الجديدة عالميًا، أصبحت بطاريات الليثيوم أيون، باعتبارها تقنية تخزين طاقة رئيسية، محط تركيز في القطاع من حيث ترقية التكنولوجيا وتوسيع الطاقة في سلسلة الصناعة. إن عمليات تحضير المواد الرئيسية الأساسية مثل الإلكتروليت والمواد الكاثودية، والتي تُعد مكونات أساسية في البطاريات الليثيومية، تؤثر بشكل مباشر على أداء البطارية وأمانها وتكلفتها. شنغهاي YHCHEM  شركة للتكنولوجيا الذكية المحدودة، بصفتها موردًا متخصصًا لمعدات الفصل والتنقية الكيميائية، تلعب دورًا مهمًا في تصنيع مواد الطاقة الجديدة من خلال معداتها الأساسية المتقدمة مثل التقطير الجزيئي وأوعية التفاعل.

 

الخلفية المؤسسية والقوة التقنية

 

شنغهاي YHCHEM  تأسست شركة إنтелيجنت تكنولوجي عام 2009. وهي شركة مُدرجة في سوق ستار ببورصة شنغهاي، وشركة وطنية متخصصة في التكنولوجيا العالية، وكذلك مؤسسة متخصصة ومتطورة ومميزة ومبتكرة. وتكرّس الشركة جهودها لتوفير حلول شاملة ومعدات للعملاء حول العالم في مجالات التفاعل، والتركيز، والفصل، والتنقية، والتحكم في درجة الحرارة. ولديها عشرات الآلاف من أنظمة المعدات التي تخدم أكثر من ألف شركة معروفة في أكثر من 100 دولة ومنطقة حول العالم. وفي مجال مواد الطاقة الجديدة، YHCHEM  قدمت تكنولوجيا إنجلينت، بفضل امتلاكها خبرة عميقة في تقنيات الفصل الكيميائي، دعماً حاسماً بالمعدات العملية اللازمة لتصنيع مواد بطاريات الليثيوم.

 

تطبيق التقنيات الأساسية في مجال الطاقة الجديدة

 

تطبيق تقنية التقطير الجزيئي في تنقية مذيبات الإلكتروليت

الخلفية التقنية

 

يتكون إلكتروليت بطاريات الليثيوم أيون بشكل رئيسي من أملاح الليثيوم، والمحاليل المذيبة، والمضافات. من بين هذه المكونات، تمثل المحاليل المذيبة 70-80٪ من وزن الإلكتروليت وتشمل بشكل أساسي مركبات كربونات مثل كربونات الإيثيلين (EC)، وكربونات البروبيلين (PC)، وكربونات ثنائي الميثيل (DMC)، وكربونات الميثيل الإيثيل (EMC)، وكربونات ثنائي الإيثيل (DEC). ويؤثر نقاء هذه المحاليل المذيبة تأثيراً مباشراً على عمر الدورة، وأداء السلامة، والأداء الكهروكيميائي للبطارية.

 

YHCHEM  حلول تكنولوجية

 

نظام التقطير الجزيئي قصير المسار لـ YHCHEM  أظهرت التكنولوجيا مزايا كبيرة في تنقية المحاليل المذيبة للإلكتروليت

 

خصائص العملية

 

• التشغيل عند درجات حرارة منخفضة: يعمل التقطير الجزيئي في ظل ظروف تفريغ، حيث تكون درجة الحرارة التشغيلية أقل بـ 50-100 ℃  من التقطير الجوي، مما يمنع بشكل فعال التحلل الحراري للمركبات الكربونية الحساسة للحرارة

 

• فصل عالي النقاء: يمكنه فصل الشوائب منخفضة وذات درجة الغليان العالية في المذيب بشكل فعال، مما يجعل نقاء المنتج يصل إلى أكثر من 99.9٪

 

• زمن الإقامة القصير: تتيح تقنية التبخر بطبقة سائلة للمنتج البقاء في منطقة درجة الحرارة العالية لفترة قصيرة جداً، مما يقلل من حدوث التفاعلات الجانبية

 

حالات تطبيق عملية: اعتمدت شركة مشهورة لتصنيع الإلكتروليت نظام YMD-10S للتقطير الجزيئي القصير المسار YHCHEM  التقنية الخاصة بتنقية كربونات ثنائي الميثيل (DMC). تبلغ سعة معالجة هذا النظام 80 كجم/ساعة، حيث تزيد من نقاء DMC من 98.5٪ إلى 99.95٪ وتقلل محتوى الرطوبة إلى أقل من 10 جزء في المليون، مما يحسن بشكل كبير الأداء الكهروكيميائي للإلكتروليت.

 

تطبيق المفاعلات الدقيقة المستمرة في توليف ملح الليثيوم

 

الخلفية التقنية

 

سداسي فلوروفوسفات الليثيوم (LiPF ₆هو الملح الليثيومي الأكثر أهمية في الإلكتروليت. يتضمن تصنيعه تفاعل فلوريد الهيدروجين مع خماسي أكسيد ثنائي الفوسفور. خلال هذه العملية، يجب التحكم بدقة في ظروف التفاعل لتجنب حدوث تفاعلات جانبية.

 

YHCHEM  حلول تكنولوجية

 

نظام المتفاعل المصغر ذو التدفق المستمر من YHCHEM  توفر التكنولوجيا طريقًا أكثر دقةً وأمانًا لتصنيع أملاح الليثيوم

 

المزايا الفنية

 

• الخلط السريع: يضمن الخلط في تدفق طباقي داخل القنوات الدقيقة تماسًا سريعًا ومتجانسًا للمواد المتفاعلة

 

• التحكم الدقيق: التعديل الفوري لدرجة حرارة التفاعل، وزمن الإقامة، ونسبة المواد

 

•  الإنتاج الآمن: المفاعلات ذات الحجم الصغير تقلل من كمية المواد الخطرة المخزنة

 

• أدى الإنتاج المستمر إلى تحسين كفاءة الإنتاج وثبات جودة المنتج

 

تطبيق تقنية التبخر الدوراني في استرجاع المذيبات العضوية

 

الخلفية التقنية

 

يتم إنتاج كمية كبيرة من السوائل الناتجة التي تحتوي على مذيبات عضوية خلال عملية تصنيع مواد الطاقة الجديدة، بما في ذلك المنتجات الثانوية الناتجة عن إنتاج الإلكتروليت، واللبن الأمهات في عملية توليف المواد الكاثودية، وفصل المكونات العضوية أثناء عملية تفكيك البطاريات وإعادة تدويرها. يمكن أن يؤدي استرجاع هذه المذيبات واستخدامها إلى تقليل تكاليف الإنتاج وتقليل التلوث البيئي، وهو ما يتماشى مع مفاهيم التنمية المستدامة مثل التصنيع الأخضر والاقتصاد الدائري.

 

YHCHEM  حلول تكنولوجية

 

YHCHEM  توفر تقنية نظام المبخر الدوار على نطاق واسع حلولاً فعالة لاسترداد المذيبات للشركات العاملة في مجال الطاقة الجديدة

 

ميزات المعدات

• تصميم بسعة كبيرة: تصل قدرة المعالجة لجهاز واحد إلى 50-200 لتر، لتلبية متطلبات الإنتاج الصناعي

 

• تكثيف عالي الكفاءة: نظام تكثيف متعدد المراحل، حيث تصل نسبة استرداد المذيبات إلى أكثر من 95٪

 

• التحكم في الأتمتة: نظام تحكم آلي متكامل لدرجة الحرارة والضغط وسرعة الدوران، سهل التشغيل

 

• تصميم مقاوم للانفجار: يستوفي متطلبات السلامة الخاصة بمعالجة المذيبات العضوية، مع تصنيف مقاومة للانفجار يصل إلى ExdIIBT4

 

• اختيار المواد: اختيار المادة المناسبة بناءً على خصائص المذيب، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، أو طلاء الـPTFE، إلخ

 

مزايا العملية

 

• ظروف درجة الحرارة: تشغيل عند درجات حرارة منخفضة وتحت ضغط منخفض لحماية المواد الحساسة للحرارة

 

• معدل استرداد عالٍ: يضمن نظام التكثيف المتعدد المراحل ونظام الفراغ كفاءة عالية في الاسترداد

 

• المعالجة الدفعية: مناسب لنمط الإنتاج المتقطع

 

• تشغيل مرِن: يمكنه التعامل مع أنواع مختلفة من خلطات المذيبات العضوية

 

مجالات التطبيق

• استرجاع المذيبات مثل DMC وEMC وDEC في عملية إنتاج الإلكتروليت

 

• إعادة تدوير المذيبات مثل N-ميثيلبيروليدون (NMP) أثناء تحضير <s:1> مواد الكاثود

 

• فصل واستخلاص المحاليل العضوية في عملية إعادة تدوير البطاريات

 

• استرداد المذيبات القيمة من السوائل الناتجة عن مخلفات المختبرات

 

تطبيق تقنية التبخر الرقيق في معالجة النفايات

 

الخلفية التقنية

 

تمثّل معالجة النفايات عالية اللزوجة وعالية نقطة الغليان والحساسة للحرارة، والتي تُنتج أثناء عملية إنتاج مواد الطاقة الجديدة، تحديًا تقنيًا. غالبًا ما تحتوي هذه النفايات على مكونات ذات قيمة، ولكن طرق المعالجة التقليدية تكون غير فعالة أو تؤدي إلى تحلل وتلف المكونات المفيدة.

 

YHCHEM  حلول تكنولوجية

 

المبخر الرقيق لـ YHCHEM  توفر التكنولوجيا حلاً فعالاً لمعالجة المواد الناتجة الصعبة جدًا

 

مزايا العملية

• مرونة عالية: يمكنها معالجة المواد عالية اللزوجة (تصل إلى 50,000 سنتيبويز) والحساسة للحرارة والتي يسهل ترسب الرواسب فيها

 

• كفاءة انتقال الحرارة عالية: معامل انتقال الحرارة في التبخر الرقيق يكون بحدود 3 إلى 10 أضعاف معامل المبخرات التقليدية

 

• وقت الإقامة قصير: وقت إقامة المادة على السطح الساخن لا يتعدى بضع ثوانٍ إلى عشرات الثواني، مما يقلل بشكل كبير من التحلل الحراري

 

• تشغيل مرن: يمكن التشغيل تحت ظروف تفريغ عالية، مما يقلل أكثر من درجة حرارة التبخر

 

• تشغيل مستمر: يدعم التغذية والتفريغ المستمرين، ومناسب للإنتاج الصناعي الواسع النطاق

 

نوع المعدات

• مُبخر رقيق ذو غشاء كاشط: مناسب للمواد متوسطة اللزوجة

 

• مُبخر رقيق طردي مركزي: مناسب للمواد عالية اللزوجة والتي تميل إلى الترسب

 

• مُبخر رقيق من نوع الفيلم المتساقط بالفراغ: مناسب للمواد الحساسة للحرارة

 

سيناريوهات التطبيق

• معالجة وإعادة تدوير نفايات البوليمر الإلكتروليتي

 

• استرجاع المكونات العضوية في السوائل الناتجة عن الالتصاق اللاصق

 

• تكثيف وتنقية المضافات ذات نقطة الغليان العالية

 

• معالجة تقليل السوائل الناتجة التي تحتوي على أملاح معدنية

 

• تحسين العمليات والابتكار التكنولوجي

 

نظام التحكم الذكي

 

YHCHEM  دمجت التكنولوجيا نظام تحكم موزع متقدم (DCS) في معداتها، مما يحقق الوظائف التالية:

 

• المراقبة الفورية: جمع فوري للبارامترات الرئيسية مثل درجة الحرارة والضغط ومعدل التدفق ومستوى السائل

 

• التحكم الآلي: ضبط تلقائي لظروف التفاعل وفقًا لمتطلبات العملية

 

• تسجيل البيانات: تسجيل كامل لبيانات الإنتاج يسهل تتبع الجودة

 

• المراقبة عن بُعد: تدعم التشخيص عن بُعد والدعم الفني

 

تصميم أخضر وصديق للبيئة

 

في تصنيع مواد الطاقة الجديدة، YHCHEM  تولي التكنولوجيا أهمية كبيرة للحماية البيئية والتنمية المستدامة

 

• استرجاع المذيبات: يحقق نظام استرجاع المذيبات المرافق معدل استرجاع يزيد عن 95%

 

• معالجة غازات النفايات: جهاز متكامل لمعالجة الغازات الذيلية لضمان الامتثال لمعايير الانبعاثات

 

• تحسين استهلاك الطاقة: من خلال تحسين العملية وتطوير المعدات، يتم تقليل استهلاك الطاقة لكل وحدة من المنتج بنسبة 20-30%

 

اتجاهات وآفاق التطور التكنولوجي

 

تحضير مواد البطاريات الحالة الصلبة

 

مع تطور تكنولوجيا البطاريات الحالة الصلبة، ظهرت متطلبات جديدة فيما يتعلق بمعدات تحضير مواد الإلكتروليت الصلبة مثل السلفيدات والأكاسيد. YHCHEM  يتم تطوير تقنيات لمعدات متخصصة لتحضير مواد الإلكتروليت الصلبة، بما في ذلك:

 

• نظام التقطير الجزيئي عالي الفراغ جداً

 

• مفاعل حراري عالي درجة الحرارة في جو خامل

 

• معدات الطحن والتفريق الدقيقة

 

2. إعادة التدوير والاستخدام

 

إن إعادة تدوير ومعالجة البطاريات الليثيوم المستعملة تمثل حلقة مهمة في التنمية المستدامة لصناعة الطاقة الجديدة. YHCHEM  تشمل المخزونات التقنية للتكنولوجيا في مجال إعادة تدوير مواد البطاريات ما يلي:

 

• نظام استرداد وتنقية المذيبات العضوية

 

• معدات فصل وتنقية أملاح المعادن

 

• جهاز المعالجة الخالية من الأضرار للمواد النفايات

 

الترقية الرقمية والذكية

 

بدمج تقنيات الثورة الصناعية الرابعة والذكاء الاصطناعي، YHCHEM  تساهم التكنولوجيا في دفع عجلة الترقية الذكية لمعداتها

 

• خوارزمية تحسين العملية يوداوبلسهدولر0 القائمة على التعلم الآلي

 

• نظام الصيانة التنبؤية

 

• منصة إدارة رقمية شاملة للعملية الكاملة

 

في النهاية

 

شنغهاي YHCHEM  تستفيد شركة إنтелيجنت تكنولوجي من مزاياها التكنولوجية في مجال الفصل والتنقية الكيميائية، ونجحت في دمج المعدات الكيميائية التقليدية مع متطلبات تصنيع مواد الطاقة الجديدة، مما يوفر دعماً تقنياً حاسماً لمعدات سلسلة صناعة بطاريات الليثيوم. ومن خلال التطبيق الابتكاري لمعدات أساسية مثل التقطير الجزيئي، وأوعية التفاعل، والمفاعلات المستمرة التدفق، تم ليس فقط تحسين جودة المنتج وكفاءة الإنتاج لمواد الطاقة الجديدة، بل تم أيضاً دفع كامل الصناعة نحو التطور باتجاه أكثر خضرة وذكاءً وكفاءة.

 

مع التطور المستمر والسريع لصناعة الطاقة الجديدة والتقدم المتواصل في التكنولوجيا YHCHEM  ستواصل التكنولوجيا تعميق الابتكار التكنولوجي والتوسع في السوق في مجال تصنيع مواد الطاقة الجديدة، مما يسهم بحلول تقنية ومعدات داعمة أكثر في التنمية عالية الجودة لصناعة الطاقة الجديدة العالمية.