Інтелектуальне хімічне обладнання забезпечує розвиток галузі нових видів енергії: інноваційне застосування компанії Shanghai YHChem Technology у виробництві матеріалів для літій-іонних акумуляторів

Вступ

 

Зі швидким розвитком глобальної індустрії нових енергетичних транспортних засобів, літій-іонні акумулятори як ключова технологія зберігання енергії стають у центрі уваги галузі завдяки технологічному оновленню та розширенню потужностей своєї промислової ланки. Процеси виготовлення ключових матеріалів, таких як електроліт і катодні матеріали, як основних компонентів літій-іонних акумуляторів, безпосередньо впливають на продуктивність, безпеку та вартість акумуляторів. Шанхай YHCHEM  Інтелектуальні технології Co., LTD., як професійний постачальник обладнання для хімічного розділення та очищення, відіграють значну роль у виробництві матеріалів для нових джерел енергії завдяки передовому основному обладнанню, такому як молекулярна дистиляція та реакторні ємності.

 

Підприємство: історія створення та технічний потенціал

 

Шанхай YHCHEM  Intelligent Technology була заснована у 2009 році. Це компанія, що котирується на STAR-ринку Шанхайської фондових біржі, національне високотехнологічне підприємство та спеціалізоване, досконале, відмінне та інноваційне підприємство. Компанія займається наданням глобальним клієнтам комплексних рішень і обладнання для реакції, концентрації, розділення, очищення та регулювання температури. Десятки тисяч систем обладнання експлуатуються у більш ніж тисячі відомих підприємств у понад 100 країнах і регіонах світу. У галузі матеріалів для нових джерел енергії YHCHEM  Technology, завдяки своїм глибоким напрацюванням у галузі хімічного розділення, забезпечила важливу підтримку у вигляді технологічного обладнання для виробництва матеріалів для літій-іонних акумуляторів.

 

Застосування ключових технологій у галузі нових джерел енергії

 

Застосування технології молекулярної дистиляції для очищення розчинників електроліту

Технічний фон

 

Електроліт літій-іонних акумуляторів складається в основному з літієвих солей, розчинників та добавок. Розчинники становлять 70–80 % маси електроліту й включають карбонатні сполуки, такі як етиленкарбонат (EC), пропіленкарбонат (PC), диметилкарбонат (DMC), метилетилкарбонат (EMC) та діетилкарбонат (DEC). Чистота цих розчинників безпосередньо впливає на термін циклічного життя, безпечність та електрохімічні характеристики акумулятора.

 

YHCHEM  Технологічні розв'язки

 

Система молекулярної дистиляції короткого шляху YHCHEM  Технологія продемонструвала значні переваги у очищенні розчинників електроліту

 

Особливості процесу

 

• Робота при низькій температурі: молекулярна дистиляція здійснюється в умовах вакууму, при робочій температурі на 50–100 ℃  нижчій, ніж при атмосферній дистиляції, що ефективно запобігає термічному розкладанню чутливих до тепла карбонатних сполук

 

• Високочисте розділення: може ефективно розділяти низькокиплячі та висококиплячі домішки в розчиннику, забезпечуючи чистоту продукту понад 99,9%

 

• Короткий час перебування: технологія плівкового випаровування дозволяє матеріалу перебувати в зоні високої температури надзвичайно короткий час, зменшуючи ймовірність побічних реакцій

 

Практичні приклади застосування. Відомий виробник електролітів внедрив короткопробіжну молекулярну установку для дистиляції YMD-10S YHCHEM  Технологію для очищення диметилкарбонату (DMC). Продуктивність цієї системи досягає 80 кг/год, підвищуючи чистоту DMC з 98,5% до 99,95% та знижуючи вміст вологи нижче 10 ppm, що значно покращує електрохімічні характеристики електроліту.

 

Застосування безперервних мікрореакторів у синтезі літієвих солей

 

Технічний фон

 

Гексафторофосфат літію (LiPF ₆) є найважливішою літієвою сіллю в електроліті. Її синтез включає реакцію між фтористим воднем і п'ятиоксидом дифосфору. Під час процесу необхідно суворо контролювати умови реакції, щоб уникнути побічних реакцій.

 

YHCHEM  Технологічні розв'язки

 

Система безперервного мікрореактора течії YHCHEM  Технологія забезпечує більш точний і безпечний технологічний шлях для синтезу літієвих солей

 

Технічні переваги

 

• Швидке змішування: змішування в ламінарному потоці всередині мікроканалів забезпечує швидкий і рівномірний контакт реагентів

 

• Точний контроль: оперативне регулювання температури реакції, часу перебування та співвідношення матеріалів

 

•  Безпечне виробництво: реактори з малим об’ємом зменшують запас небезпечних матеріалів

 

• Безперервне виробництво підвищило ефективність виробництва та узгодженість якості продукту

 

Застосування технології ротаційного випарювання у відновленні органічних розчинників

 

Технічний фон

 

У процесі виробництва матеріалів для нових джерел енергії утворюється велика кількість відпрацьованої рідини, що містить органічні розчинники, зокрема побічні продукти при виробництві електроліту, маточну рідину в процесі синтезу катодних матеріалів та органічні компоненти, які виділяються під час демонтажу та переробки акумуляторів. Переробка та повторне використання цих розчинників може не лише знизити виробничі витрати, але й мінімізувати забруднення навколишнього середовища, що відповідає концепціям зеленого виробництва та циркулярної економіки.

 

YHCHEM  Технологічні розв'язки

 

YHCHEM  Система великогабаритних роторних випарювачів надає ефективні рішення з відновлення розчинників для підприємств нової енергетики

 

Характеристики обладнання

• Конструкція великої місткості: продуктивність одного пристрою може досягати 50–200 л, що задовольняє потреби промислового виробництва

 

• Висока ефективність конденсації: багатоступенева система конденсації, рівень відновлення розчинників перевищує 95%

 

• Керування автоматизацією: інтегрована автоматична система керування температурою, тиском та швидкістю обертання, проста у експлуатації

 

• Вибухозахищене виконання: відповідає вимогам безпеки при обробці органічних розчинників, ступінь вибухозахисту досягає ExdIIBT4

 

• Вибір матеріалу: вибір відповідного матеріалу залежно від характеристик розчинника, наприклад, нержавіюча сталь 316L, покриття з ПТЕФ тощо

 

Переваги процесу

 

• Температурні умови: робота при низькій температурі та зниженому тиску для захисту термочутливих речовин

 

• Високий рівень відновлення: багатоступенева конденсація та вакуумна система забезпечують високу ефективність відновлення

 

• Партійна обробка: підходить для періодичного режиму виробництва

 

• Гнучка експлуатація: може обробляти різні типи сумішей органічних розчинників

 

Сфери застосування

• Відновлення розчинників, таких як DMC, EMC та DEC, у процесі виробництва електроліту

 

• Переробка розчинників, таких як N-метилпірролідон (NMP), під час підготовки <s:1> катодних матеріалів

 

• Розділення та екстракція органічних електролітів у процесі переробки акумуляторів

 

• Відновлення цінних розчинників із відпрацьованих лабораторних рідин

 

Застосування технології тонкоплівкового випарювання у знешкодженні відходів

 

Технічний фон

 

Знешкодження високов'язких, з високою температурою кипіння та чутливих до тепла відходів, що утворюються під час виробництва матеріалів для нових джерел енергії, є технічним викликом. Ці відходи часто містять цінні компоненти, але традиційні методи їх обробки неефективні або можуть призводити до розкладання та пошкодження корисних компонентів.

 

YHCHEM  Технологічні розв'язки

 

Тонкоплівковий випарювач від YHCHEM  Technology забезпечує ефективне рішення для обробки надзвичайно важких для переробки матеріалів

 

Переваги процесу

• Висока адаптивність: може обробляти високов'язкі (до 50 000 сП), чутливі до тепла та схильні до відкладення матеріали

 

• Коефіцієнт тепловіддачі високий: коефіцієнт теплопередачі тонкоплівкового випарювання в 3–10 разів перевищує показники традиційних випарювачів

 

• Час перебування короткий: час перебування матеріалу на поверхні нагрівання становить лише кілька секунд до десятків секунд, що значно зменшує термічний розклад

 

• Гнучка робота: може працювати в умовах високого вакууму, що додатково знижує температуру випаровування

 

• Безперервна робота: підтримує безперервне завантаження та вивантаження, підходить для масового промислового виробництва

 

Тип обладнання

• Тонкоплівковий випарювач із скребковим типом: підходить для середньов’язких матеріалів

 

• Центрифужний тонкоплівковий випарювач: підходить для високов’язких та схильних до відкладення матеріалів

 

• Вакуумний плівковий тонкоплівковий випарювач: підходить для термочутливих матеріалів

 

Сценарії застосування

• Обробка та утилізація відходів полімерного електроліту

 

• Вилучення органічних компонентів із відпрацьованого розчину клеювання

 

• Концентрування та очищення добавок із високою температурою кипіння

 

• Знешкодження відпрацьованих рідин, що містять солі металів

 

• Оптимізація процесів та технологічні інновації

 

Інтелектуальна система управління

 

YHCHEM  Технологія інтегрувала передову систему DCS (Distributed Control System) у своє обладнання, забезпечивши такі функції:

 

• Моніторинг у реальному часі: збір у реальному часі ключових параметрів, таких як температура, тиск, витрата та рівень рідини

 

• Автоматичне керування: автоматична регулювання умов реакції відповідно до вимог технологічного процесу

 

• Реєстрація даних: повний запис виробничих даних полегшує відстеження якості

 

• Віддалений моніторинг: підтримує віддалену діагностику та технічну підтримку

 

Екологічний та екологічно чистий дизайн

 

У виробництві матеріалів для нових джерел енергії YHCHEM  Технологія надає велике значення охороні навколишнього середовища та сталому розвитку

 

• Відновлення розчинника: система відновлення супутніх розчинників забезпечує рівень відновлення понад 95%

 

• Очищення відхідних газів: Комплексний пристрій для обробки відхідних газів забезпечує відповідність стандартам викидів

 

• Оптимізація енергоспоживання: Шляхом оптимізації процесів та поліпшення обладнання зниження енергоспоживання на одиницю продукції становить 20-30%

 

Тенденції та перспективи технологічного розвитку

 

Підготовка матеріалів твердотільних акумуляторів

 

З розвитком технології твердотільних акумуляторів підготовка матеріалів твердих електролітів, таких як сульфіди та оксиди, ставить нові вимоги до обладнання. YHCHEM  Розробляється спеціалізоване обладнання для підготовки матеріалів твердих електролітів, зокрема:

 

• Система молекулярної дистиляції з надвисоким вакуумом

 

• Високотемпературний реактор у інертній атмосфері

 

• Обладнання для прецизійного помелу та диспергування

 

2. Переробка та повторне використання

 

Переробка та обробка використаних літієвих акумуляторів є важливим етапом у сталому розвитку галузі нових джерел енергії. YHCHEM  Технічні резерви компанії в галузі переробки матеріалів акумуляторів включають:

 

• Систему відновлення та очищення органічних розчинників

 

• Обладнання для розділення та очищення солей металів

 

• Пристрій для безпечного (безшкідного) утилізування відходів

 

Цифрове та інтелектуальне модернізування

 

Поєднуючи технології Industry 4.0 та штучний інтелект, YHCHEM  Technology сприяє інтелектуальній модернізації свого обладнання

 

• Алгоритм оптимізації процесу Youdaoplaceholder0 на основі машинного навчання

 

• Система передбачувального техобслуговування

 

• Цифрова платформа управління повним циклом процесів

 

У кінці

 

Шанхай YHCHEM  Intelligent Technology, використовуючи свої технологічні переваги в галузі хімічного розділення та очищення, успішно поєднала традиційне хімічне обладнання з вимогами виробництва матеріалів для нових джерел енергії, забезпечивши важливу технічну підтримку обладнанням для ланцюга промисловості літій-іонних акумуляторів. Шляхом інноваційного застосування ключового обладнання, такого як молекулярна дистиляція, реактори та безперервні потокові реактори, не лише підвищено якість продукції та ефективність виробництва матеріалів для нових джерел енергії, а й сприяно переходу всієї галузі до більш екологічного, розумного та ефективного розвитку.

 

З постійним та швидким розвитком індустрії нових джерел енергії та постійним науково-технічним прогресом YHCHEM  Технологія продовжуватиме поглиблювати технологічні інновації та розширення ринку в галузі виробництва матеріалів для нових джерел енергії, надаючи більше технічних рішень і обладнання для якісного розвитку світової індустрії нових джерел енергії.