लिथियम बैटरी निर्माण के लिए पंप चयन: NMP, इलेक्ट्रोलाइट और शीतलक

तरल के दृष्टिकोण से, एक लिथियम बैटरी गीगाफैक्ट्री एक रासायनिक संयंत्र है जो साथ ही सेल भी बनाती है। इलेक्ट्रोड कोटिंग लाइन और तैयार पैक के बीच, प्रक्रिया कई तरल हिलाती है जो एक गलत चुने पंप को दंडित करते हैं: NMP जो विषैला, ज्वलनशील और खोने के लिए बहुत मूल्यवान है; इलेक्ट्रोलाइट जो नमी से मिलते ही हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल में बदल जाता है; कैथोड और एनोड स्लरी जो गाढ़ी और अपघर्षक हैं; और शीतलक परिपथ जो सक्रिय सेलों के पास बैठते हैं। हर एक का एक अलग विफलता-रूप है, और गलत पंप एक रिसाव, एक दूषित बैच, एक घिसा इम्पेलर या एक सुरक्षा घटना के रूप में सामने आता है। Aulank में हम नई ऊर्जा उत्पादन के लिए सील-रहित मैग्नेटिक-ड्राइव और वोर्टेक्स पंप बनाते हैं, और हमने इन कार्यों के लिए पंप प्रकारों को बैटरी, रासायनिक और ताप-प्रबंधन प्रणालियों में मिलाया है। यह लेख लिथियम बैटरी निर्माण के तरलों से गुज़रता है, बताता है कि किसके लिए कौन-सा पंप फिट बैठता है, और — उतना ही महत्वपूर्ण — वे दो कार्य जहाँ एक सील-रहित स्थानांतरण पंप गलत उपकरण है और काम कोई और करता है।

वे तरल जो पंप तय करते हैं

बैटरी उत्पादन आमतौर पर प्रक्रिया-चरणों की एक शृंखला के रूप में खींचा जाता है, पर पंप चयन के लिए इसे वास्तव में हिलाए जाने वाले तरलों के अनुसार समूहबद्ध करना अधिक स्वच्छ है:

●   NMP और कैथोड स्लरी। PVDF बाइंडर को NMP में घोला जाता है और कोटिंग स्लरी बनाने के लिए कैथोड सक्रिय पदार्थ और चालक कार्बन के साथ मिलाया जाता है, जिसमें भार के अनुसार लगभग बीस प्रतिशत NMP होता है। NMP विषैला है और ज्वलनशील वाष्पों वाला एक ज्वलनशील तरल है, और इतना मूल्यवान है कि संयंत्र इसे फेंकने के बजाय पुनर्प्राप्त कर पुनः उपयोग करते हैं।

●   इलेक्ट्रोलाइट। एक लिथियम लवण — आमतौर पर LiPF6 — कार्बोनेट विलायकों में घुला, और नमी के प्रति अत्यंत संवेदनशील: सूक्ष्म जल लवण का जल-अपघटन कर हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल बनाता है, जो सेल को क्षरित करता है और उसकी क्षमता और आयु घटाता है। यह ज्वलनशील भी है और बहुत कम ओसांक पर रखे शुष्क कक्षों में मिलाया और भरा जाता है।

●   कैथोड और एनोड स्लरी। अपने NMP या जल की मात्रा से परे, स्लरी स्वयं गाढ़ी, कतरनी-संवेदनशील और अपघर्षक हैं — ये सक्रिय पदार्थ और कार्बन के कठोर कण ले जाती हैं जो पंप के आंतरिक भागों को घिसते हैं।

●   ताप-प्रबंधन शीतलक। फॉर्मेशन, एजिंग और मॉड्यूल या पैक परीक्षण सभी शीतलक परिपथ घुमाते हैं जो अक्सर सक्रिय सेलों और महँगे परीक्षण उपकरण के ठीक पास चलते हैं, जहाँ एक रिसाव एक साथ अपशिष्ट और एक सुरक्षा जोखिम है।

NMP स्थानांतरण और पुनर्प्राप्ति — सील-रहित, बंद, अक्सर गर्म

स्लरी को कोट और सुखाने के बाद, वाष्पित होता NMP पकड़ा, संघनित किया और शुद्धीकरण एवं पुनः उपयोग के लिए एक पुनर्प्राप्ति परिपथ से भेजा जाता है। वह पुनर्प्राप्त, निर्मलीकृत NMP — ठोसों के बिना विलायक — एक सील-रहित पंप के लिए एक पाठ्यपुस्तक कार्य है। NMP स्वयं एक पतला, वाष्पशील विलायक है, इसलिए चुनौती बंदी है, श्यानता नहीं।

●   क्यों सील-रहित। NMP विषैला है — OSHA कर्मी के संपर्क को आठ-घंटे के दिन में लगभग दस भाग प्रति मिलियन तक सीमित करता है — और इसके वाष्प ज्वलनशील हैं, इसलिए एक रिसती शाफ्ट सील एक साथ स्वास्थ्य और प्रज्वलन जोखिम है, और चूँकि विलायक महँगा है, हर खोई बूँद पैसा है। एक मैग्नेटिक-ड्राइव पंप इम्पेलर को शाफ्ट सील के बिना एक स्थिर कंटेनमेंट शेल के भीतर से घुमाता है, इसलिए कोई रिसाव-पथ है ही नहीं।

●   क्या फिट बैठता है। निर्मलीकृत NMP को एक पुनर्प्राप्ति और पुनः-डोज़िंग परिपथ में स्थानांतरित और डोज़ करने के लिए, एक मैग्नेटिक-ड्राइव गियर पंप एक स्थिर, बंद, दाब-निरपेक्ष प्रवाह देता है; हमारे MDC मैग्नेटिक गियर पंप उस कार्य को पॉज़िटिव डिस्प्लेसमेंट शृंखला में कवर करते हैं, और जहाँ NMP को श्यानता और स्थिरता बनाए रखने के लिए गर्म रखा जाता है, वहाँ एक जैकेट-युक्त या ताप-प्रबंधित रचना उसे तरल रखती है। जहाँ प्राथमिकता केवल शून्य पलायनकारी उत्सर्जन है, वहाँ हमारे रिसाव-रहित पंप बंदी को सीधे देखते हैं।

●   एक ईमानदार टिप्पणी। कोटिंग स्लरी स्वयं — NMP प्लस ठोस — यह पंप नहीं है। वह एक स्लरी कार्य है, नीचे सीमाओं वाले खंड में देखा गया।

इलेक्ट्रोलाइट संचालन — शून्य नमी, शून्य रिसाव

इलेक्ट्रोलाइट संयंत्र का सबसे कम क्षमाशील तरल है। LiPF6 सूक्ष्म जल के साथ भी प्रतिक्रिया करता है: लवण विघटित होता है और उत्पन्न फॉस्फोरस पेंटाफ्लोराइड नमी के साथ प्रतिक्रिया कर हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल बनाता है, जो कैथोड और करंट कलेक्टरों पर हमला करता है और सेल की क्षमता और चक्र-आयु काटता है। निर्माता नमी को लगभग दस से पंद्रह भाग प्रति मिलियन से नीचे रखते हैं और शून्य से चालीस डिग्री सेल्सियस ओसांक के निकट शुष्क कक्षों में मिलाते और भरते हैं। ऊपर से तरल ज्वलनशील है।

●   सील-रहित वैकल्पिक नहीं है। एक शाफ्ट सील बाहर की ओर एक रिसाव-पथ है और, यहाँ उतना ही महत्वपूर्ण, अंदर आने वाली नमी का एक पथ — और एक ज्वलनशील, HF-बनाने वाले तरल पर दोनों में से कोई भी स्वीकार्य नहीं है। इलेक्ट्रोलाइट का थोक स्थानांतरण, ड्रम या IBC से एक दैनिक टैंक तक और दैनिक टैंक से भरण लाइन तक, एक सील-रहित मैग्नेटिक-ड्राइव रासायनिक पंप का काम है; यहाँ वही शून्य-रिसाव सिद्धांत लागू होता है जो हमारे बंदी पंपों के पीछे है, तरल-संपर्क सामग्री इलेक्ट्रोलाइट के लिए चुनी जाती है।

●   सामग्री संगतता। कार्बोनेट विलायक और बनने वाला कोई भी HF गलत इलास्टोमर और धातुओं के प्रति आक्रामक हैं, इसलिए इम्पेलर, कंटेनमेंट शेल, ओ-रिंग और बेयरिंग इस विशिष्ट तरल के लिए चुने जाने चाहिए, सामान्य रासायनिक सेवा के लिए नहीं।

●   सेल भरण एक अलग मशीन है। प्रत्येक सेल में निर्वात के तहत, झाग या संदूषण के बिना इलेक्ट्रोलाइट डोज़ करना, सुई या नोज़ल डोज़िंग वाले एक समर्पित भरण उपकरण का काम है — एक स्थानांतरण पंप का नहीं। एक पंप उस मशीन को खिलाता है; उसकी जगह नहीं लेता। इस पर और नीचे सीमाओं में।

ताप प्रबंधन और शीतलक परिसंचरण

सेल ताप उत्पन्न करते हैं और उसके विरुद्ध परीक्षित होते हैं, इसलिए शीतलक फॉर्मेशन और एजिंग रैक, मॉड्यूल और पैक परीक्षण बेंच, और चिलर या तापमान-नियंत्रण इकाइयों से गुज़रता है। ये परिपथ सक्रिय सेलों और महँगे परीक्षण उपकरण के पास बैठते हैं, इसलिए रिसाव-रोधन प्रवाह जितना ही मायने रखता है।

●   क्या फिट बैठता है। जल-ग्लाइकॉल और परावैद्युत शीतलक एक सील-रहित वोर्टेक्स या मैग्नेटिक-ड्राइव पंप पर अच्छी तरह परिचालित होते हैं — तापमान के महीन नियंत्रण के लिए मध्यम प्रवाह पर उच्च हेड, बिना किसी सील के जो एक सेल ट्रे पर रिस सके। हमारे MDW और MDH मैग्नेटिक वोर्टेक्स पंप इस परिशुद्धता-परिसंचरण कार्य को सँभालते हैं — वही मंच जो हम अर्धचालक चिलर परिपथों में देते हैं — और उनकी सील-रहित रचना शीतलक को उपकरण से दूर रखती है।

●   ठंडे और परावैद्युत परिपथ। परावैद्युत निमज्जन शीतलक और निम्न-तापमान परिपथ वही सील-रहित दृष्टिकोण उपयोग करते हैं; परिपथ जितना ठंडा चलता है, पंप मंच और सामग्री को तापमान के साथ-साथ रिसाव-रोधन के भी उतना ही अनुकूल होना पड़ता है।

जहाँ एक सील-रहित स्थानांतरण पंप गलत उपकरण है

बैटरी उत्पादन में दो कार्य एक मैग्नेटिक-ड्राइव स्थानांतरण पंप से बाहर पड़ते हैं, और इन्हें स्पष्ट कहना उचित है:

●   कैथोड और एनोड स्लरी। स्लरी गाढ़ी, कतरनी-संवेदनशील और सक्रिय पदार्थ एवं कार्बन के अपघर्षक कणों से भरी है। तंग खाँचों वाला एक गियर या वोर्टेक्स पंप जल्दी घिसता — बैटरी पुनर्चक्रण में, अपघर्षक कैथोड स्लरी हिलाता एक मानक स्टेनलेस केन्द्रापसारी पंप हफ़्तों में अपनी ब्लेड मोटाई का आधे से अधिक खो चुका। स्लरी स्थानांतरण अपघर्षण और श्यानता के लिए बने पंपों का काम है: प्रोग्रेसिव कैविटी (एक्सेंट्रिक स्क्रू), पेरिस्टाल्टिक (नली), या पिस्टन और डायाफ्राम रचनाएँ, अक्सर अपघर्षण-प्रतिरोधी या लाइन-युक्त तरल-संपर्क भागों के साथ।

●   सेल-स्तर पर इलेक्ट्रोलाइट भरण। प्रत्येक सेल में निर्वात के तहत, झाग या संदूषण के बिना कुछ ग्राम इलेक्ट्रोलाइट डोज़ करना, सुई या नोज़ल डोज़िंग वाली एक समर्पित इलेक्ट्रोलाइट फिलिंग मशीन का काम है — एक थोक स्थानांतरण पंप का नहीं। स्थानांतरण पंप उस मशीन को खिलाता है; वह भरण नहीं करता।

इन दोनों को सही करना — इनमें एक मैग्नेटिक-ड्राइव पंप को न ठूँसकर — NMP और इलेक्ट्रोलाइट के लिए सही पंप चुनने जितना ही अच्छे चयन का हिस्सा है।

पंप को बैटरी प्रक्रिया से मिलाना

एक आरंभ-बिंदु के रूप में, प्रक्रिया-तरल और उसकी बंदी एवं अपघर्षण माँगें पंप की ओर संकेत करती हैं — उन ईमानदार मामलों सहित जो एक सील-रहित स्थानांतरण पंप से बाहर पड़ते हैं:

तालिका एक पहला चुनाव बताती है; अंतिम चयन सटीक तरल और उसके तापमान पर, इस पर कि उसे बंद और शुष्क रहना है या नहीं, इस पर कि वह अपघर्षक ठोस ले जाता है या नहीं, और प्रक्रिया को जितने प्रवाह और दाब की ज़रूरत है, उस पर निर्भर करता है।

मुख्य चयन-विचार

जब आप बैटरी उत्पादन के एक चरण के लिए एक पंप विनिर्दिष्ट करते हैं, तो यह तय करने वाले पैरामीटर कि वह सुरक्षित और स्वच्छ चलेगा या नहीं, ये हैं:

●   बंदी पहले। NMP और इलेक्ट्रोलाइट पर, सील-रहित आरंभ-बिंदु है — एक शाफ्ट सील बाहर की ओर एक रिसाव-पथ है और, इलेक्ट्रोलाइट के लिए, अंदर आने वाली नमी का एक पथ।

●   सामग्री संगतता। NMP कुछ पॉलिमर और इलास्टोमर को फुलाता या उन पर हमला करता है; HF और कार्बोनेट विलायक दूसरों पर हमला करते हैं। तरल-संपर्क भाग विशिष्ट तरल के लिए चुने जाते हैं, सामान्य रासायनिक कार्य के लिए नहीं।

●   नमी और अक्रिय संचालन। इलेक्ट्रोलाइट पंप शुष्क कक्षों में रहते हैं; पंप और उसके कनेक्शन को अंदर आने वाली नमी का एक पथ या ऐसे मृत-सिरे नहीं लाने चाहिए जो उसे फँसाएँ।

●   तापमान। NMP को तरल और स्थिर बने रहने के लिए अक्सर गर्म संचालित किया जाता है, जबकि शीतलन परिपथ ठंडे चल सकते हैं; पंप मंच और सामग्री को तरल के साथ-साथ तापमान के भी अनुकूल होना चाहिए।

●   अपघर्षण। कुछ भी जो सक्रिय पदार्थ या कार्बन के कण ले जाता है, तंग खाँचों वाले एक सील-रहित पंप को अयोग्य बनाता है — वह एक स्लरी पंप का निर्णय है, स्थानांतरण पंप का नहीं।

●   ज्वलनशीलता और क्षेत्र वर्गीकरण। NMP और इलेक्ट्रोलाइट ज्वलनशील हैं, इसलिए उन क्षेत्रों में मोटर और नियंत्रण को सही खतरनाक-क्षेत्र वर्गीकरण चाहिए।

●   डोज़िंग सटीकता। जहाँ NMP या इलेक्ट्रोलाइट को केवल हिलाने के बजाय डोज़ करना है, एक पॉज़िटिव डिस्प्लेसमेंट मैग्नेटिक-ड्राइव पंप एक दोहराने योग्य, दाब-निरपेक्ष प्रवाह देता है।

अपनी बैटरी लाइन के लिए एक पंप विन्यस्त करें

हमें तरल बताइए — पुनर्प्राप्त NMP, इलेक्ट्रोलाइट, एक शीतलक या एक प्रक्रिया विलायक — उसके तापमान के साथ, उसे बंद और शुष्क रहना है या नहीं, और आपको जितने प्रवाह और दाब की ज़रूरत है। हमारी इंजीनियरिंग टीम कार्य के लिए एक सील-रहित मैग्नेटिक-ड्राइव या वोर्टेक्स पंप विन्यस्त करेगी — या आपको स्पष्ट बता देगी जब सही उत्तर इसके बजाय एक स्लरी पंप या एक फिलिंग मशीन हो। विकल्प हमारी वोर्टेक्स, पॉज़िटिव डिस्प्लेसमेंट और रासायनिक पंप शृंखलाओं में फैले हैं।

हमारी टीम से बात करें: Aulank से संपर्क करें | WhatsApp: +86 13773157367 | ईमेल: info@aulankpump.com

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