Интелигентно химическо оборудване задвижва индустрията на новите енергийни източници: Иновативни приложения на Shanghai YHChem Technology в производството на материали за литиеви батерии

Въведение

 

С бързото развитие на глобалната индустрия на новите енергийни превозни средства, литиево-йонните батерии като ключова технология за съхранение на енергия, направиха технологичното модернизиране и разширяване на производствените мощности на тяхната верига от значение за целия сектор. Като основни компоненти на литиевите батерии, процесите за производство на ключови материали като електролит и катодни материали директно повлияват върху производителността, безопасността и разходите за батерията. Шанхай YHCHEM  Интелиджънт Технолоджи ООД, като професионален доставчик на оборудване за химическа сепарация и пречистване, има значителна роля в производството на материали за нова енергия благодарение на напредналото си ядрено оборудване като молекулна дестилация и реакционни съдове.

 

Предприемачески фон и технически потенциал

 

Шанхай YHCHEM  Intelligent Technology е създадена през 2009 г. Тя е водеща компания на STAR пазара на Шанхайската фондова борса, национално високотехнологична фирма и специализирано, прецизно, отличително и иновативно предприятие. Компанията се посвещава на предоставянето на глобални клиенти с комплексни решения и оборудване за реакция, концентрация, разделяне, пречистване и контрол на температурата. Разполага с десетки хиляди оборудвани системи, обслужващи над хиляда известни предприятия в повече от 100 страни и региони по света. В областта на новите енергийни материали, YHCHEM  Technology, с нейното задълбочено натрупване в химическата сепарационна технология, осигури решаваща подкрепа по отношение на процесно оборудване за производството на материали за литиеви батерии.

 

Прилагането на ядрени технологии в областта на новата енергия

 

Приложението на молекулна дестилация в пречистването на електролитни разтворители

Технически Фон

 

Електролитът на литиево-йонните батерии се състои основно от литиеви соли, разтворители и добавки. Разтворителите съставляват 70–80% от теглото на електролита и включват предимно карбонатни съединения като етилен карбонат (EC), пропилен карбонат (PC), диметил карбонат (DMC), метил етил карбонат (EMC) и диетил карбонат (DEC). Чистотата на тези разтворители директно влияе върху цикличния живот, безопасността и електрохимичните характеристики на батерията.

 

YHCHEM  Технологични решения

 

Системата за молекулна дестилация с кратък път на YHCHEM  Technology е демонстрирала значителни предимства при пречистването на разтворители за електролит

 

Характеристики на процеса

 

• Работа при ниска температура: Молекулната дестилация се извършва при вакуум, като работната температура е с 50–100 ℃  по-ниска в сравнение с атмосферната дестилация, което ефективно предпазва топлочувствителните карбонатни съединения от термично разлагане

 

• Висока степен на чистота: Може ефективно да разделя нисковриещи и високовриещи примеси в разтворителя, като по този начин постига чистота на продукта над 99,9%

 

• Кратко време на пребиваване: Технологията за изпарение с тънък филм позволява на материала да остане в зоната с висока температура в изключително кратко време, намалявайки възможността за странични реакции

 

Практически примери за приложение: Известен производител на електролит е приел системата за краткопътна молекулярна дестилация YMD-10S на YHCHEM  Технология за рафиниране на диметилкарбонат (DMC). Производствената мощност на тази система достига 80 kg/h, увеличавайки чистотата на DMC от 98,5% до 99,95% и понижавайки съдържанието на влага под 10 ppm, което значително подобрява електрохимичните свойства на електролита.

 

Приложение на непрекъснати микро-реактори в синтеза на литиеви соли

 

Технически Фон

 

Литиев хексафлуорфосфат (LiPF ₆) е най-важната литиева сол в електролита. Синтезът ѝ включва реакцията между водороден флуорид и дифосфорен пентоксид. По време на процеса условията на реакцията трябва да се контролират строго, за да се избегне възникването на странични реакции.

 

YHCHEM  Технологични решения

 

Системата с непрекъснат поток и микрореактор на YHCHEM  Технологията осигурява по-точен и безопасен процесен път за синтез на литиеви соли

 

Технически превъзходства

 

• Бързо смесване: Смесване при ламинарен поток в микроканали гарантира бърз и равномерен контакт на реагентите

 

• Точен контрол: Реално регулиране на температурата на реакцията, времето на пребиваване и съотношението на материала

 

•  Безопасно производство: Малки по обем реактори намаляват наличността на опасни материали

 

• Непрекъснато производство е подобрило ефективността на производството и последователността на качеството на продукта

 

Приложение на технологията за ротационно изпарение при възстановяването на органични разтворители

 

Технически Фон

 

В процеса на производство на нови енергийни материали се получава голямо количество отпадъчни течности, съдържащи органични разтворители, включително странични продукти при производството на електролит, майчината течност при синтеза на катодни материали и отделянето на органични компоненти при демонтажа и рециклирането на батерии. Рециклирането и утилизацията на тези разтворители не само може да намали производствените разходи, но и да минимизира замърсяването на околната среда, което отговаря на концепциите за зелено производство и кръгова икономика.

 

YHCHEM  Технологични решения

 

YHCHEM  Системата с голям мащабен ротационен изпарител осигурява ефективни решения за възстановяване на разтворители за предприятия в сектора на новата енергетика

 

Характеристики на оборудването

• Конструкция с голям капацитет: Производителността на единично устройство може да достигне 50–200 L, което отговаря на изискванията на индустриалното производство

 

• Висока ефективност на кондензация: Многостепенна система за кондензация, степента на възстановяване на разтворителя надхвърля 95%

 

• Автоматизация на управлението: Интегрирана автоматична система за контрол на температурата, налягането и скоростта на въртене, лесна за употреба

 

• Взривозащитен дизайн: Отговаря на изискванията за безопасност при обработка на органични разтворители, с клас на взривозащита до ExdIIBT4

 

• Избор на материал: Избор на подходящ материал въз основа на характеристиките на разтворителя, като 316L неръждаема стомана, PTFE покритие и др.

 

Преимущества на процеса

 

• Температурни условия: Работа при ниска температура и намалено налягане за защита на термочувствителни вещества

 

• Висок процент на възстановяване: Многостепенна кондензационна и вакуумна система осигурява висока ефективност на възстановяване

 

• Партидна обработка: Подходяща за прекъснат режим на производство

 

• Гъвкава работа: Може да обработва различни видове смеси от органични разтворители

 

Области на приложение

• Възстановяване на разтворители като DMC, EMC и DEC в процеса на производство на електролит

 

• Рециклиране на разтворители като N-метилпиролидон (NMP) по време на подготовката на <s:1> катодни материали

 

• Разделяне и екстракция на органични електролити в процеса на рециклиране на батерии

 

• Възстановяване на ценни разтворители от лабораторни отпадъчни течности

 

Приложение на технологията за изпарение във филм в третирането на отпадъци

 

Технически Фон

 

Третирането на високовискозни, с висока точка на кипене и чувствителни към топлина отпадъци, генерирани по време на производството на нови енергийни материали, е техническо предизвикателство. Тези отпадъци често съдържат ценни компоненти, но традиционните методи за третиране са неефективни или податливи на разлагане и повреда на полезните компоненти.

 

YHCHEM  Технологични решения

 

Тънкослойният изпарител на YHCHEM  Technology осигурява ефективно решение за третиране на изключително трудни за обработка отпадъчни материали

 

Преимущества на процеса

• Голяма адаптивност: Може да обработва високовискозни (до 50 000 cP), чувствителни към топлина и склонни към натрупване на отлагания материали

 

• Ефективността на топлопреминаването е висока: Коефициентът на топлопреминаване при тънкослойното изпарение е 3 до 10 пъти по-висок в сравнение с традиционните изпарители

 

• Времето за престой е кратко: Времето за престой на материала върху отоплителната повърхност е само няколко секунди до десетки секунди, което значително намалява топлинното разлагане

 

• Гъвкава работа: Може да работи при висок вакуум, което допълнително намалява температурата на изпарение

 

• Непрекъсната работа: Поддържа непрекъснато подаване и изпразване, подходящо за мащабно промишлено производство

 

Вид на оборудването

• Скребещ филмов тънкослойен изпарител: Подходящ за материали със средна вискозност

 

• Центрофужен тънкослойен изпарител: Подходящ за високовязки и лесно накипяващи материали

 

• Вакуумно падащ филмов тънкослойен изпарител: подходящ за термочувствителни материали

 

Сценарии за приложение

• Обработка и рециклиране на отпадъчен полимерен електролит

 

• Възстановяване на органични компоненти в отпадъчната течност от лепене

 

• Концентриране и пречистване на добавки с висока точка на кипене

 

• Редукционна обработка на отпадъчни течности, съдържащи метални соли

 

• Оптимизация на процеса и технологична иновация

 

Интелигентна система за управление

 

YHCHEM  Технологията е интегрирала напреднала DCS (Distributed Control System) в своето оборудване, като постига следните функции:

 

• Реално време наблюдение: Събиране в реално време на ключови параметри като температура, налягане, дебит и ниво на течност

 

• Автоматичен контрол: Автоматично настройване на условията на реакция според изискванията на процеса

 

• Запис на данни: Пълни записи на производствени данни, които улесняват проследяването на качеството

 

• Дистанционно наблюдение: Поддържа дистанционна диагностика и техническа поддръжка

 

Екологично и устойчиво проектиране

 

При производството на материали за нови енергийни технологии YHCHEM  Технологията придава голямо значение на опазването на околната среда и устойчивото развитие

 

• Възстановяване на разтворители: Системата за възстановяване на придружаващи разтворители постига степен на възстановяване над 95%

 

• Обработка на отработени газове: Интегрирано устройство за обработка на отпадни газове, което осигурява съответствие с нормите за емисии

 

• Оптимизация на енергопотреблението: Чрез оптимизация на процеса и подобряване на оборудването, енергопотреблението на единица продукт се намалява с 20–30%

 

Тенденции и перспективи за технологично развитие

 

Подготовка на материали за твърдотелни батерии

 

С развитието на технологията за твърдотелни батерии, подготовката на материали за твърди електролити като сулфиди и оксиди поставя нови изисквания към оборудването. YHCHEM  Технологията разработва специализирано оборудване за подготовката на материали за твърди електролити, включително:

 

• Система за молекулярна дестилация при ултрависок вакуум

 

• Високотемпературен реактор в инертна атмосфера

 

• Прецизно оборудване за смилане и диспергиране

 

2. Рециклиране и повторна употреба

 

Рециклирането и обработката на използвани литиеви батерии е важен елемент в устойчивото развитие на индустрията на нова енергия. YHCHEM  Техническите резерви на технологията в областта на рециклиране на батерийни материали включват:

 

• Система за възстановяване и пречистване на органични разтворители

 

• Апаратура за разделяне и почистване на метални соли

 

• Устройство за безвредно третиране на отпадъчни материали

 

Цифрова и интелигентна модернизация

 

Съчетавайки Industry 4.0 и технологии на изкуствения интелект, YHCHEM  Технологията насърчава интелигентното надграждане на своето оборудване

 

• Youdaoplaceholder0 Алгоритъм за оптимизация на процеса въз основа на машинното обучение

 

• Система за прогнозиране на техническото обслужване

 

• Платформа за цифрово управление на целия процес

 

В края

 

Шанхай YHCHEM  Intelligent Technology, използвайки технологичните си предимства в областта на химическото разделяне и пречистване, успешно е комбинирала традиционни химически уреди с производствените изисквания на новите енергийни материали, осигурявайки жизненоважна техническа подкрепа за оборудване във веригата на индустрията за литиеви батерии. Чрез иновативното прилагане на ключово оборудване като молекулярна дестилация, реакторни съдове и непрекъснати поточни реактори, не само че е повишено качеството и производителността на новите енергийни материали, но и цялата индустрия е насочена към по-зелено, по-интелигентно и по-ефективно развитие.

 

С непрекъснатото и бързо развитие на индустрията на новите енергии и постоянния напредък в технологиите YHCHEM  Технологията ще продължи да задълбочава технологичните иновации и разширяването на пазара в областта на производството на нови енергийни материали, като осигурява още технически решения и оборудване за висококачественото развитие на глобалната индустрия на новите енергийни източници.