อุปกรณ์เคมีอัจฉริยะขับเคลื่อนอุตสาหกรรมพลังงานใหม่: การประยุกต์ใช้นวัตกรรมของบริษัทเซี่ยงไฮ้ YHChem Technology ในการผลิตวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียม

บทนำ

 

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ระดับโลก ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในฐานะเทคโนโลยีหลักด้านการจัดเก็บพลังงาน กระบวนการพัฒนาเทคโนโลยีและการขยายกำลังการผลิตในห่วงโซ่อุตสาหกรรมได้กลายเป็นจุดสนใจของอุตสาหกรรม โดยเฉพาะส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่ลิเธียม เช่น กระบวนการผลิตวัสดุสำคัญอย่างอิเล็กโทรไลต์และวัสดุขั้วบวก ซึ่งมีผลโดยตรงต่อสมรรถนะ ความปลอดภัย และต้นทุนของแบตเตอรี่ เซี่ยงไฮ้ YHCHEM  บริษัท เทคโนโลยีอัจฉริยะ จำกัด ในฐานะผู้จัดจำหน่ายอุปกรณ์แยกสารและทำให้บริสุทธิ์ทางเคมีมืออาชีพ มีบทบาทสำคัญในการผลิตวัสดุพลังงานใหม่ด้วยอุปกรณ์หลักที่ทันสมัย เช่น อุปกรณ์กลั่นโมเลกุลและภาชนะปฏิกิริยา

 

ประวัติความเป็นมาขององค์กรและความแข็งแกร่งด้านเทคโนโลยี

 

Shanghai YHCHEM  Intelligent Technology ก่อตั้งขึ้นในปี 2009 เป็นบริษัทจดทะเบียนในตลาด STAR ของตลาดหลักทรัพย์เซี่ยงไฮ้ บริษัทเทคโนโลยีชั้นสูงระดับชาติ และเป็นองค์กรที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะทาง มีความละเอียดรอบคอบ โดดเด่น และสร้างนวัตกรรม บริษัทมุ่งมั่นที่จะให้บริการลูกค้าทั่วโลกด้วยโซลูชันแบบครบวงจรและอุปกรณ์สำหรับปฏิกิริยา การเข้มข้น การแยก การทำให้บริสุทธิ์ และการควบคุมอุณหภูมิ โดยมีระบบอุปกรณ์นับหมื่นชุดที่ให้บริการแก่บริษัทชั้นนำกว่าพันแห่ง ในกว่า 100 ประเทศและภูมิภาคทั่วโลก ในด้านวัสดุพลังงานใหม่ YHCHEM  Technology ด้วยประสบการณ์อันยาวนานในด้านเทคโนโลยีการแยกทางเคมี ได้จัดหาอุปกรณ์กระบวนการสำคัญเพื่อสนับสนุนการผลิตวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียม

 

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีหลักในด้านพลังงานใหม่

 

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการกลั่นโมเลกุลในการทำให้สารละลายอิเล็กโทรไลต์บริสุทธิ์

ฐานทางเทคนิค

 

อิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ประกอบด้วยเกลือลิเธียม ตัวทำละลาย และสารเติมแต่ง โดยตัวทำละลายคิดเป็นประมาณ 70-80% ของน้ำหนักอิเล็กโทรไลต์ และรวมถึงสารประกอบคาร์บอเนตต่างๆ เช่น เอทิลีนคาร์บอเนต (EC), โพรพิลีนคาร์บอเนต (PC), ไดเมทิลคาร์บอเนต (DMC), เมธิลเอทิลคาร์บอเนต (EMC) และไดเอทิลคาร์บอเนต (DEC) ความบริสุทธิ์ของตัวทำละลายเหล่านี้มีผลโดยตรงต่ออายุการใช้งาน การชาร์จซ้ำ สมรรถนะด้านความปลอดภัย และสมรรถนะทางอิเล็กโทรเคมีของแบตเตอรี่

 

YHCHEM  โซลูชันเทคโนโลยี

 

ระบบกลั่นโมเลกุลระยะสั้นของ YHCHEM  เทคโนโลยีได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญในการทำให้บริสุทธิ์ของตัวทำละลายอิเล็กโทรไลต์

 

คุณสมบัติของกระบวนการ

 

• การทำงานที่อุณหภูมิต่ำ: การกลั่นโมเลกุลดำเนินการภายใต้สภาวะสุญญากาศ โดยอุณหภูมิการทำงานต่ำกว่าการกลั่นแบบบรรยากาศ 50-100 ℃  องศาเซลเซียส ซึ่งช่วยป้องกันการสลายตัวทางความร้อนของสารประกอบคาร์บอเนตที่ไวต่อความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

• การแยกความบริสุทธิ์สูง: สามารถแยกสิ่งเจือปนที่มีจุดเดือดต่ำและจุดเดือดสูงออกจากตัวทำละลายได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ผลิตภัณฑ์มีความบริสุทธิ์เกินกว่า 99.9%

 

• ระยะเวลาในการอยู่อาศัยสั้น: เทคโนโลยีการระเหยแบบฟิล์มบางช่วยให้วัสดุอยู่ในเขตอุณหภูมิสูงเป็นเวลาสั้นมาก ลดโอกาสการเกิดปฏิกิริยาข้างเคียง

 

กรณีการประยุกต์ใช้งานจริง ผู้ผลิตอิเล็กโทรไลต์ชื่อดังรายหนึ่งได้นำระบบกลั่นโมเลกุลระยะสั้นรุ่น YMD-10S ของ YHCHEM  เทคโนโลยีมาใช้ในการกลั่นสารไดเมธิลคาร์บอเนต (DMC) ความสามารถในการประมวลผลของระบบนี้อยู่ที่ 80 กิโลกรัม/ชั่วโมง เพิ่มความบริสุทธิ์ของ DMC จาก 98.5% เป็น 99.95% และลดปริมาณความชื้นลงต่ำกว่า 10 ppm ซึ่งช่วยเพิ่มสมรรถนะทางอิเล็กโทรเคมีของอิเล็กโทรไลต์ได้อย่างมาก

 

การประยุกต์ใช้ไมโครรีแอคเตอร์แบบไหลต่อเนื่องในการสังเคราะห์เกลือลิเธียม

 

ฐานทางเทคนิค

 

ลิเธียมเฮกซาฟลูออโรฟอสเฟต (LiPF ₆) เป็นเกลือลิเธียมที่สำคัญที่สุดในอิเล็กโทรไลต์ การสังเคราะห์มันเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของไฮโดรเจนฟลูออไรด์กับไดฟอสฟอรัสเพนตอกไซด์ ในระหว่างกระบวนการ จำเป็นต้องควบคุมสภาวะปฏิกิริยาอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดปฏิกิริยาข้างเคียง

 

YHCHEM  โซลูชันเทคโนโลยี

 

ระบบไมโครรีแอคเตอร์ไหลต่อเนื่องของ YHCHEM  เทคโนโลยีให้เส้นทางกระบวนการที่แม่นยำและปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับการสังเคราะห์เกลือลิเธียม

 

ข้อได้เปรียบทางเทคนิค

 

• การผสมอย่างรวดเร็ว: การผสมภายใต้การไหลแบบชั้นบางภายในไมโครแชนแนล ทำให้มั่นใจได้ถึงการสัมผัสของสารตั้งต้นอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอ

 

• การควบคุมอย่างแม่นยำ: การปรับอุณหภูมิปฏิกิริยา เวลาในการพักตัว และสัดส่วนวัสดุแบบเรียลไทม์

 

•  การผลิตที่ปลอดภัย: รีแอคเตอร์ขนาดเล็กช่วยลดปริมาณสารอันตรายที่สะสมอยู่

 

• การผลิตต่อเนื่องได้ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและความสม่ำเสมอของคุณภาพผลิตภัณฑ์

 

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการระเหยแบบหมุนเวียนในการกู้คืนตัวทำละลายอินทรีย์

 

ฐานทางเทคนิค

 

ในกระบวนการผลิตวัสดุพลังงานใหม่ จะมีของเสียเหลวจำนวนมากที่มีสารอินทรีย์ละลายปนอยู่ ซึ่งรวมถึงของเสียจากกระบวนการผลิตอิเล็กโทรไลต์ น้ำแม่จากการสังเคราะห์วัสดุแคโทด และการแยกส่วนประกอบอินทรีย์ในกระบวนการรื้อแบตเตอรี่เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ การนำสารทำละลายนี้กลับมาใช้ใหม่ไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนการผลิต แต่ยังช่วยลดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดการผลิตแบบสีเขียวและเศรษฐกิจหมุนเวียน

 

YHCHEM  โซลูชันเทคโนโลยี

 

YHCHEM  ระบบระเหยแบบหมุนขนาดใหญ่ของเทคโนโลยีให้บริการโซลูชันการกู้คืนตัวทำละลายอย่างมีประสิทธิภาพสำหรับองค์กรด้านพลังงานใหม่

 

คุณสมบัติของอุปกรณ์

• ออกแบบความจุขนาดใหญ่: ความสามารถในการประมวลผลของอุปกรณ์เดี่ยวสามารถถึง 50-200 ลิตร รองรับความต้องการของการผลิตในระดับอุตสาหกรรม

 

• การควบแน่นที่มีประสิทธิภาพสูง: ระบบควบแน่นหลายขั้นตอน อัตราการกู้คืนตัวทำละลายสูงกว่า 95%

 

• ระบบควบคุมอัตโนมัติ: ระบบควบคุมอัตโนมัติแบบบูรณาการสำหรับอุณหภูมิ ความดัน และความเร็วในการหมุน ใช้งานง่าย

 

• การออกแบบป้องกันการระเบิด: ตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับการจัดการตัวทำละลายอินทรีย์ โดยมีเกรดป้องกันการระเบิดถึงระดับ ExdIIBT4

 

• การเลือกวัสดุ: เลือกวัสดุที่เหมาะสมตามลักษณะของตัวทำละลาย เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม 316L หรือเคลือบผิวด้วย PTFE เป็นต้น

 

ข้อดีของกระบวนการ

 

• เงื่อนไขอุณหภูมิ: การทำงานที่อุณหภูมิต่ำและความดันต่ำ เพื่อปกป้องสารที่ไวต่อความร้อน

 

• อัตราการกู้คืนสูง: ระบบควบแน่นหลายขั้นตอนและระบบสุญญากาศช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการกู้คืนที่สูง

 

• การประมวลผลแบบแบตช์: เหมาะสำหรับโหมดการผลิตแบบเป็นช่วงๆ

 

• การดำเนินงานที่ยืดหยุ่น: สามารถจัดการกับสารผสมตัวทำละลายอินทรีย์ชนิดต่างๆ ได้

 

ฟิลด์แอปพลิเคชัน

• การกู้คืนตัวทำละลาย เช่น DMC, EMC และ DEC ในกระบวนการผลิตอิเล็กโทรไลต์

 

• การรีไซเคิลตัวทำละลาย เช่น N-methylpyrrolidone (NMP) ระหว่างการเตรียมวัสดุขั้วบวก <s:1>

 

• การแยกและสกัดอิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ในกระบวนการรีไซเคิลแบตเตอรี่

 

• การกู้คืนตัวทำละลายที่มีค่าจากของเสียของเหลวในห้องปฏิบัติการ

 

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการระเหยแบบฟิล์มบางในการบำบัดของเสีย

 

ฐานทางเทคนิค

 

การบำบัดของเสียที่มีความหนืดสูง จุดเดือดสูง และไวต่อความร้อน ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตวัสดุพลังงานใหม่ เป็นความท้าทายทางเทคนิค ของเสียเหล่านี้มักมีส่วนประกอบที่มีค่า แต่วิธีการบำบัดแบบดั้งเดิมมีประสิทธิภาพต่ำ หรือมักทำให้ส่วนประกอบที่มีประโยชน์สลายตัวหรือเสียหาย

 

YHCHEM  โซลูชันเทคโนโลยี

 

เครื่องระเหยแบบฟิล์มบางของ YHCHEM  เทคโนโลยีให้แนวทางแก้ไขที่มีประสิทธิภาพสำหรับการบำบัดวัสดุของเสียที่ยากต่อการจัดการ

 

ข้อดีของกระบวนการ

• สามารถปรับตัวได้ดี: สามารถจัดการกับวัสดุที่มีความหนืดสูง (สูงถึง 50,000 cP) ไวต่อความร้อน และเกิดคราบหินปูนได้ง่าย

 

• ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูง: สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของการระเหยแบบฟิล์มบางสูงกว่าเครื่องระเหยแบบดั้งเดิม 3 ถึง 10 เท่า

 

• เวลาในการพำนักสั้น: เวลาที่วัสดุอยู่บนพื้นผิวความร้อนมีเพียงไม่กี่วินาทีถึงหลายสิบวินาที ลดการสลายตัวทางความร้อนได้อย่างมาก

 

• การดำเนินงานที่ยืดหยุ่น: สามารถทำงานภายใต้สภาวะสุญญากาศสูง ซึ่งช่วยลดอุณหภูมิของการระเหยได้อีก

 

• การทำงานอย่างต่อเนื่อง: รองรับการป้อนวัสดุและการปล่อยวัสดุอย่างต่อเนื่อง เหมาะสำหรับการผลิตในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

 

ประเภทของอุปกรณ์

• เครื่องระเหยฟิล์มบางแบบขูดฟิล์ม: เหมาะสำหรับวัสดุที่มีความหนืดปานกลาง

 

• เครื่องระเหยฟิล์มบางแบบเหวี่ยงแรงเหวี่ยง: เหมาะสำหรับวัสดุที่มีความหนืดสูงและเกิดคราบได้ง่าย

 

• เครื่องระเหยฟิล์มบางแบบตกผ่านภายใต้สุญญากาศ: เหมาะสำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อน

 

สถานการณ์การใช้งาน

• การบำบัดและรีไซเคิลของเสียจากอิเล็กโทรไลต์โพลิเมอร์

 

• การกู้คืนส่วนประกอบอินทรีย์จากของเสียของเหลวจากการประสานกาว

 

• การทำให้มีความเข้มข้นและบริสุทธิ์ของสารเติมแต่งจุดเดือดสูง

 

• การบำบัดลดปริมาณของเสียของเหลวที่มีเกลือโลหะ

 

• การปรับปรุงกระบวนการและนวัตกรรมทางเทคโนโลยี

 

ระบบควบคุมอัจฉริยะ

 

YHCHEM  เทคโนโลยีได้ผสานระบบควบคุมแบบกระจายขั้นสูง (Distributed Control System) เข้ากับอุปกรณ์ เพื่อให้สามารถทำหน้าที่ต่างๆ ดังต่อไปนี้:

 

• การตรวจสอบแบบเรียลไทม์: การเก็บรวบรวมพารามิเตอร์สำคัญ เช่น อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล และระดับของเหลวแบบเรียลไทม์

 

• การควบคุมอัตโนมัติ: ปรับเงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยาโดยอัตโนมัติตามข้อกำหนดของกระบวนการผลิต

 

• การบันทึกข้อมูล: บันทึกข้อมูลการผลิตอย่างสมบูรณ์เพื่ออำนวยความสะดวกในการย้อนกลับติดตามคุณภาพ

 

• การตรวจสอบระยะไกล: รองรับการวินิจฉัยและการสนับสนุนทางเทคนิคจากระยะไกล

 

การออกแบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน

 

ในการผลิตวัสดุพลังงานใหม่ YHCHEM  บริษัทให้ความสำคัญอย่างยิ่งต่อการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมและการพัฒนาอย่างยั่งยืน

 

• การกู้คืนตัวทำละลาย: ระบบกู้คืนตัวทำละลายที่มาพร้อมกัน สามารถกู้คืนได้มากกว่า 95%

 

• การบำบัดก๊าซเสีย: อุปกรณ์บำบัดก๊าซท้ายทางแบบบูรณาการเพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษ

 

• การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: ผ่านการปรับปรุงกระบวนการและอุปกรณ์ ทำให้การใช้พลังงานต่อหน่วยผลิตภัณฑ์ลดลง 20-30%

 

แนวโน้มและแนวคิดอนาคตของการพัฒนาเทคโนโลยี

 

การเตรียมวัสดุแบตเตอรี่สถานะของแข็ง

 

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่สถานะของแข็ง การเตรียมวัสดุอิเล็กโทรไลต์ของแข็ง เช่น ซัลไฟด์และออกไซด์ ได้กำหนดข้อกำหนดใหม่สำหรับอุปกรณ์ YHCHEM  เทคโนโลยีกำลังพัฒนาอุปกรณ์เฉพาะทางสำหรับการเตรียมวัสดุอิเล็กโทรไลต์ของแข็ง ซึ่งรวมถึง:

 

• ระบบกลั่นโมเลกุลภายใต้สุญญากาศระดับสูงพิเศษ

 

• เครื่องปฏิกรณ์อุณหภูมิสูงในบรรยากาศเฉื่อย

 

• อุปกรณ์บดและกระจายตัวแบบความแม่นยำสูง

 

2. การรีไซเคิลและการนำกลับมาใช้ใหม่

 

การรีไซเคิลและบำบัดแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้แล้วเป็นห่วงโซ่ที่สำคัญในการพัฒนาอย่างยั่งยืนของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ YHCHEM  สำรองทางด้านเทคนิคของเทคโนโลยีในด้านการรีไซเคิลวัสดุแบตเตอรี่ ได้แก่:

 

• ระบบกู้คืนและกลั่นตัวทำละลายอินทรีย์

 

• อุปกรณ์แยกและทำให้บริสุทธิ์เกลือโลหะ

 

• อุปกรณ์บำบัดวัสดุเสียให้ปลอดอันตราย

 

การปรับปรุงสู่ระบบดิจิทัลและอัจฉริยะ

 

ผสานรวมเทคโนโลยี Industry 4.0 และปัญญาประดิษฐ์ (AI) YHCHEM  เทคโนโลยีกำลังผลักดันการปรับปรุงอุปกรณ์ให้มีความอัจฉริยะมากขึ้น

 

• Youdaoplaceholder0 อัลกอริทึมการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการโดยใช้การเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning)

 

• ระบบการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์

 

• แพลตฟอร์มการจัดการดิจิทัลตลอดกระบวนการ

 

ในตอนท้าย

 

Shanghai YHCHEM  บริษัท อินเทลลิเจนท์ เทคโนโลยี โดยอาศัยข้อได้เปรียบด้านเทคโนโลยีในสาขาการแยกและทำให้สารบริสุทธิ์ทางเคมี ได้ผสานอุปกรณ์เคมีแบบดั้งเดิมเข้ากับความต้องการในการผลิตวัสดุพลังงานใหม่ได้อย่างประสบความสำเร็จ พร้อมทั้งให้การสนับสนุนอุปกรณ์ทางเทคนิคที่สำคัญต่อห่วงโซ่อุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียม ผ่านการประยุกต์ใช้อุปกรณ์หลักอย่างสร้างสรรค์ เช่น การกลั่นโมเลกุล ภาชนะปฏิกิริยา และเครื่องปฏิกรณ์ไหลต่อเนื่อง ไม่เพียงแต่ช่วยยกระดับคุณภาพผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพการผลิตของวัสดุพลังงานใหม่เท่านั้น แต่ยังผลักดันให้ทั้งอุตสาหกรรมพัฒนาไปในทิศทางที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น มีความอัจฉริยะมากขึ้น และมีประสิทธิภาพสูงขึ้นด้วย

 

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ รวมถึงความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างไม่หยุดยั้ง YHCHEM  เทคโนโลยีจะยังคงล้ำลึกไปสู่นวัตกรรมทางเทคนิคและการขยายตลาดในด้านการผลิตวัสดุพลังงานใหม่ ซึ่งจะช่วยสนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ระดับโลกอย่างมีคุณภาพมากขึ้นด้วยโซลูชันทางเทคนิคและอุปกรณ์ต่างๆ