Интеллектуальное химическое оборудование для отрасли новых источников энергии: инновационное применение технологии Shanghai YHChem в производстве материалов для литиевых аккумуляторов

Введение

 

В связи с быстрым развитием глобальной отрасли транспортных средств на новых источниках энергии литий-ионные аккумуляторы, являющиеся ключевой технологией хранения энергии, стали объектом технологического обновления и расширения производственных мощностей. Основное внимание в отрасли сосредоточено на совершенствовании производственной цепочки. Поскольку ключевые материалы, такие как электролит и катодные материалы, являются основными компонентами литиевых аккумуляторов, их процессы производства напрямую влияют на эксплуатационные характеристики, безопасность и стоимость аккумуляторов. Shanghai YHCHEM  Intelligent Technology Co., LTD., являясь профессиональным поставщиком оборудования для химического разделения и очистки, играет важную роль в производстве материалов для новых источников энергии благодаря передовому ключевому оборудованию, такому как молекулярная дистилляция и реакторы.

 

Информация о компании и технический потенциал

 

Шанхай YHCHEM  Компания Intelligent Technology была основана в 2009 году. Это компания, акции которой котируются на рынке STAR Шанхайской фондовой биржи, национальное высокотехнологичное предприятие, специализированное, точное, отличительное и инновационное предприятие. Компания занимается предоставлением глобальным клиентам комплексных решений и оборудования для реакций, концентрирования, разделения, очистки и регулирования температуры. Десятки тысяч систем оборудования используются более чем в тысяче известных предприятий из более чем 100 стран и регионов мира. В области материалов для новых источников энергии, YHCHEM  Technology, обладая глубокими наработками в области технологии химического разделения, обеспечила важную поддержку в виде процессного оборудования для производства материалов литиевых аккумуляторов.

 

Применение ключевых технологий в области новых источников энергии

 

Применение технологии молекулярной дистилляции в очистке растворителей электролитов

Техническая база

 

Электролит литий-ионных аккумуляторов в основном состоит из литиевых солей, растворителей и добавок. Растворители составляют 70–80 % массы электролита и включают в себя, главным образом, карбонатные соединения, такие как этиленкарбонат (EC), пропиленкарбонат (PC), диметилкарбонат (DMC), метилэтилкарбонат (EMC) и диэтилкарбонат (DEC). Чистота этих растворителей напрямую влияет на срок циклической службы, безопасность и электрохимические характеристики аккумулятора.

 

YHCHEM  Технологические решения

 

Система молекулярной дистилляции короткого пути от YHCHEM  Technology продемонстрировала значительные преимущества в очистке растворителей электролитов

 

Особенности процесса

 

• Работа при низких температурах: молекулярная дистилляция осуществляется в вакуумных условиях, при рабочей температуре на 50-100 ℃  ниже, чем при атмосферной дистилляции, что эффективно предотвращает термическое разложение термочувствительных карбонатных соединений

 

• Высокая чистота разделения: позволяет эффективно отделять низкокипящие и высококипящие примеси в растворителе, обеспечивая чистоту продукта свыше 99,9%

 

• Короткое время пребывания: технология испарения жидкопленочного слоя обеспечивает крайне короткое пребывание материала в зоне высокой температуры, снижая вероятность побочных реакций

 

Практические примеры применения Известный производитель электролитов внедрил систему короткопутевой молекулярной дистилляции YMD-10S YHCHEM  Технология очистки диметилкарбоната (DMC). Производительность этой системы достигает 80 кг/ч, повышая чистоту DMC с 98,5% до 99,95% и снижая содержание влаги ниже 10 ppm, что значительно улучшает электрохимические характеристики электролита.

 

Применение микрореакторов с непрерывным потоком в синтезе литиевых солей

 

Техническая база

 

Гексафторфосфат лития (LiPF ₆) является наиболее важной литиевой солью в электролите. Его синтез включает реакцию между фтористым водородом и пятиоксидом дифосфора. В ходе процесса необходимо строго контролировать условия реакции, чтобы избежать побочных реакций.

 

YHCHEM  Технологические решения

 

Система микрореактора с непрерывным потоком компании YHCHEM  Technology обеспечивает более точный и безопасный технологический маршрут для синтеза литиевых солей

 

Технические преимущества

 

• Быстрое смешивание: смешивание в ламинарном потоке внутри микроканалов обеспечивает быстрый и равномерный контакт реагентов

 

• Точное управление: возможность оперативной регулировки температуры реакции, времени пребывания и соотношения материалов

 

•  Безопасное производство: реакторы малого объема уменьшают запас опасных материалов

 

• Непрерывное производство повышает эффективность производства и стабильность качества продукции

 

Применение технологии роторного испарения для рекуперации органических растворителей

 

Техническая база

 

В процессе производства новых энергетических материалов образуется большое количество отходов жидкости, содержащей органические растворители, включая побочные продукты при производстве электролита, маточный раствор в процессе синтеза катодных материалов, а также выделение органических компонентов при разборке и переработке аккумуляторов. Переработка и повторное использование этих растворителей не только снижает производственные затраты, но и минимизирует загрязнение окружающей среды, что соответствует концепциям экологичного производства и циклической экономики.

 

YHCHEM  Технологические решения

 

YHCHEM  Крупномасштабная система роторных испарителей предоставляет эффективные решения по восстановлению растворителей для предприятий новой энергетики

 

Характеристики оборудования

• Конструкция с большой емкостью: Производительность одного устройства может достигать 50–200 л, что удовлетворяет потребности промышленного производства

 

• Высокоэффективная конденсация: Многоступенчатая система конденсации, коэффициент восстановления растворителя превышает 95%

 

• Автоматическое управление: Интегрированная система автоматического управления температурой, давлением и частотой вращения, простота в эксплуатации

 

• Взрывозащищенная конструкция: Соответствует требованиям безопасности при обработке органических растворителей, уровень взрывозащиты — ExdIIBT4

 

• Выбор материала: Выбор подходящего материала в зависимости от характеристик растворителя, например, нержавеющая сталь 316L, покрытие из ПТФЭ и т.д.

 

Преимущества процесса

 

• Температурные условия: Работа при низкой температуре и пониженном давлении для защиты термочувствительных веществ

 

• Высокий коэффициент восстановления: Многоступенчатая система конденсации и вакуумная система обеспечивают высокую эффективность рекуперации

 

• Партийная обработка: Подходит для режима периодического производства

 

• Гибкая эксплуатация: Может обрабатывать различные типы смесей органических растворителей

 

Области применения

• Восстановление растворителей, таких как DMC, EMC и DEC, в процессе производства электролита

 

• Рециркуляция растворителей, таких как N-метилпирролидон (NMP), при подготовке катодных материалов <s:1>

 

• Разделение и извлечение органических электролитов в процессе переработки аккумуляторов

 

• Извлечение ценных растворителей из лабораторных отходов жидкости

 

Применение технологии тонкоплёночного испарения в обработке отходов

 

Техническая база

 

Обработка высоковязких, с высокой температурой кипения и термочувствительных отходов, образующихся в процессе производства материалов для новых источников энергии, является технической задачей. Эти отходы зачастую содержат ценные компоненты, однако традиционные методы обработки неэффективны или могут привести к разложению и повреждению полезных компонентов.

 

YHCHEM  Технологические решения

 

Тонкоплёночный испаритель компании YHCHEM  Technology предоставляет эффективное решение для обработки особо сложных видов отходов

 

Преимущества процесса

• Высокая адаптивность: может обрабатывать высоковязкие (до 50 000 сП), термочувствительные и склонные к образованию отложений материалы

 

• Высокая эффективность теплопередачи: коэффициент теплопередачи тонкоплёночного испарения в 3–10 раз выше, чем у традиционных испарителей

 

• Короткое время пребывания: время пребывания материала на поверхности нагрева составляет всего несколько секунд до десятков секунд, что значительно снижает термическое разложение

 

• Гибкая работа: может работать в условиях высокого вакуума, дополнительно снижая температуру испарения

 

• Непрерывная работа: поддерживает непрерывную подачу и выгрузку, подходит для крупномасштабного промышленного производства

 

Тип оборудования

• Тонкоплёночный испаритель с соскребающим элементом: подходит для материалов со средней вязкостью

 

• Центробежный тонкоплёночный испаритель: подходит для высоковязких и склонных к отложению материалов

 

• Вакуумный плёночный тонкоплёночный испаритель: подходит для термочувствительных материалов

 

Сценарии применения

• Обработка и утилизация отходов полимерного электролита

 

• Извлечение органических компонентов из отработанных жидкостей при склеивании

 

• Концентрирование и очистка добавок с высокой температурой кипения

 

• Очистка отходящих жидкостей, содержащих соли металлов

 

• Оптимизация процесса и технологические инновации

 

Интеллектуальная система управления

 

YHCHEM  Технология интегрировала в оборудование передовую систему DCS (распределённую систему управления), обеспечивающую следующие функции:

 

• Круглосуточный мониторинг: Постоянный сбор ключевых параметров, таких как температура, давление, расход и уровень жидкости

 

• Автоматическое управление: Автоматическая регулировка условий реакции в соответствии с требованиями технологического процесса

 

• Регистрация данных: Полная фиксация производственных данных облегчает прослеживаемость качества

 

• Удалённый мониторинг: Поддержка удалённой диагностики и технической поддержки

 

Экологичный и устойчивый к воздействию окружающей среды дизайн

 

При производстве материалов для новых источников энергии YHCHEM  Технология придаёт большое значение охране окружающей среды и устойчивому развитию

 

• Восстановление растворителя: Сопутствующая система восстановления растворителя обеспечивает степень извлечения более 95%

 

• Обработка отходящих газов: Комплексное устройство обработки хвостовых газов для обеспечения соответствия стандартам выбросов

 

• Оптимизация энергопотребления: Благодаря оптимизации процесса и усовершенствованию оборудования энергопотребление на единицу продукции сокращается на 20–30%

 

Тенденции и перспективы технологического развития

 

Подготовка материалов твердотельных аккумуляторов

 

С развитием технологии твердотельных аккумуляторов предъявляются новые требования к оборудованию для подготовки материалов твердых электролитов, таких как сульфиды и оксиды YHCHEM  Технология разрабатывает специализированное оборудование для получения материалов твердых электролитов, включая:

 

• Систему молекулярной дистилляции с ультравысоким вакуумом

 

• Высокотемпературный реактор в инертной атмосфере

 

• Точное оборудование для измельчения и диспергирования

 

2. Переработка и повторное использование

 

Переработка и утилизация использованных литиевых аккумуляторов является важным звеном в устойчивом развитии индустрии новых источников энергии. YHCHEM  Технические наработки компании в области переработки материалов аккумуляторов включают:

 

• Систему восстановления и очистки органических растворителей

 

• Оборудование для разделения и очистки солей металлов

 

• Устройство для обезвреживания отходов

 

Цифровая и интеллектуальная модернизация

 

Сочетая технологии Industry 4.0 и искусственного интеллекта, YHCHEM  Компания способствует интеллектуальной модернизации своего оборудования

 

• Алгоритм оптимизации процесса Youdaoplaceholder0 на основе машинного обучения

 

• Система предиктивного обслуживания

 

• Платформа цифрового управления полным процессом

 

В конце

 

Шанхай YHCHEM  Intelligent Technology, используя свои технологические преимущества в области химического разделения и очистки, успешно объединила традиционное химическое оборудование с производственными потребностями материалов новой энергетики, обеспечивая важную техническую поддержку для цепочки промышленности литиевых батарей. Благодаря инновационному применению ключевого оборудования, такого как молекулярная дистилляция, реакторы и непрерывные потоковые реакторы, не только повысились качество продукции и эффективность производства материалов новой энергетики, но и вся отрасль продвигается в сторону более экологичного, умного и эффективного развития.

 

С постоянным и быстрым развитием отрасли новой энергетики и постоянным технологическим прогрессом YHCHEM  Технология будет продолжать углублять технологические инновации и расширение рынка в области производства материалов для новых источников энергии, внося больший вклад в технические решения и обеспечение оборудования для высококачественного развития глобальной отрасли новых источников энергии.