Về mặt lưu chất, một siêu nhà máy pin lithium là một nhà máy hóa chất mà tiện thể làm ra tế bào pin. Giữa dây chuyền phủ điện cực và pack hoàn thiện, quá trình di chuyển nhiều lưu chất trừng phạt một chiếc bơm chọn sai: NMP độc, dễ cháy và quá quý để mất; chất điện phân biến thành axit flohydric ngay khi gặp hơi ẩm; hồ catốt và anốt đặc và mài mòn; và các vòng chất làm mát nằm sát các tế bào đang hoạt động. Mỗi thứ có một kiểu hỏng khác nhau, và chiếc bơm sai xuất hiện dưới dạng một chỗ rò, một lô nhiễm bẩn, một cánh bơm mòn hoặc một sự cố an toàn. Tại Aulank, chúng tôi làm bơm dẫn động từ không phớt và bơm xoáy cho sản xuất năng lượng mới, và đã ghép các loại bơm với những nhiệm vụ này trong các hệ thống pin, hóa chất và quản lý nhiệt. Bài viết này đi qua các lưu chất trong sản xuất pin lithium, chiếc bơm nào hợp với từng loại, và — quan trọng không kém — hai nhiệm vụ mà một bơm chuyển không phớt là công cụ sai và một thứ khác làm việc đó.
Các lưu chất quyết định chiếc bơm
Sản xuất pin thường được vẽ như một chuỗi các bước quá trình, nhưng để chọn bơm thì gọn hơn khi nhóm nó theo các lưu chất thực sự được di chuyển:
● NMP và hồ catốt. Chất kết dính PVDF được hòa tan trong NMP và trộn với vật liệu hoạt động catốt và cacbon dẫn điện để tạo hồ phủ, chứa khoảng hai mươi phần trăm NMP theo khối lượng. NMP độc và là một chất lỏng cháy được với hơi dễ cháy, và đủ quý để các nhà máy thu hồi và tái sử dụng thay vì thải bỏ.
● Chất điện phân. Một muối lithium — thường là LiPF6 — hòa tan trong dung môi cacbonat, và cực kỳ nhạy với hơi ẩm: nước ở dạng vết thủy phân muối và tạo axit flohydric, ăn mòn tế bào và làm giảm dung lượng và tuổi thọ của nó. Nó cũng dễ cháy và được trộn và rót trong các phòng khô giữ ở điểm sương rất thấp.
● Hồ catốt và anốt. Ngoài hàm lượng NMP hay nước, bản thân các hồ đặc, nhạy với cắt trượt và mài mòn — chúng mang các hạt cứng vật liệu hoạt động và cacbon làm mòn các bộ phận bên trong bơm.
● Chất làm mát quản lý nhiệt. Hóa thành, lão hóa và thử nghiệm mô-đun hay pack đều tuần hoàn các vòng chất làm mát thường chạy ngay cạnh các tế bào đang hoạt động và thiết bị thử nghiệm đắt tiền, nơi một chỗ rò vừa là phế phẩm vừa là rủi ro an toàn.
Chuyển và thu hồi NMP — không phớt, kín, thường ấm
Sau khi phủ và sấy hồ, NMP bay hơi được thu lại, ngưng tụ và đưa qua một vòng thu hồi để tinh chế và tái sử dụng. NMP thu hồi và làm trong đó — dung môi không có chất rắn — là một nhiệm vụ sách giáo khoa cho bơm không phớt. Bản thân NMP là một dung môi loãng, dễ bay hơi, nên thách thức là sự bao kín, không phải độ nhớt.
● Vì sao không phớt. NMP độc — OSHA giới hạn phơi nhiễm của công nhân ở khoảng mười phần triệu trong một ngày tám giờ — và hơi của nó dễ cháy, nên một phớt trục rỉ vừa là rủi ro sức khỏe vừa là rủi ro bắt lửa, và vì dung môi đắt, mỗi giọt mất đi là tiền. Một bơm dẫn động từ quay cánh bơm qua một vỏ ngăn cách tĩnh không có phớt trục, nên hoàn toàn không có đường rò rỉ.
● Cái gì hợp. Để chuyển và định lượng NMP làm trong qua một vòng thu hồi và tái định lượng, một bơm bánh răng dẫn động từ cho một lưu lượng ổn định, kín, độc lập với áp suất; các bơm bánh răng từ MDC của chúng tôi bao quát nhiệm vụ đó trong dòng thể tích, và nơi NMP được giữ ấm để bảo toàn độ nhớt và độ ổn định, một kết cấu có vỏ áo hoặc quản lý nhiệt giữ nó loãng. Nơi ưu tiên chỉ đơn thuần là không phát thải rò rỉ, các bơm không rò rỉ của chúng tôi xử lý sự bao kín trực tiếp.
● Một lưu ý trung thực. Bản thân hồ phủ — NMP cộng chất rắn — không phải chiếc bơm này. Đó là một nhiệm vụ hồ, được nói ở phần giới hạn bên dưới.
Xử lý chất điện phân — không hơi ẩm, không rò rỉ
Chất điện phân là lưu chất ít khoan dung nhất trong nhà máy. LiPF6 phản ứng với cả nước ở dạng vết: muối phân hủy và phốtpho pentaflorua sinh ra phản ứng với hơi ẩm tạo axit flohydric, tấn công catốt và các bộ thu dòng và cắt giảm dung lượng và tuổi thọ chu kỳ của tế bào. Các nhà sản xuất giữ hơi ẩm dưới khoảng mười đến mười lăm phần triệu và trộn và rót trong các phòng khô gần điểm sương âm bốn mươi độ C. Trên hết lưu chất còn dễ cháy.
● Không phớt không phải tùy chọn. Một phớt trục là một đường rò ra ngoài và, quan trọng không kém ở đây, một đường hơi ẩm đi vào — và trên một lưu chất dễ cháy tạo HF thì không thứ nào chấp nhận được. Việc chuyển chất điện phân số lượng lớn, từ thùng phuy hay bồn IBC đến một bồn ngày và từ bồn ngày đến dây chuyền rót, thuộc về một bơm hóa chất dẫn động từ không phớt; ở đây áp dụng cùng nguyên lý không rò rỉ đứng sau các bơm bao kín của chúng tôi, với vật liệu tiếp xúc chọn cho chất điện phân.
● Tương thích vật liệu. Dung môi cacbonat và bất kỳ HF nào tạo thành đều xâm thực với các elastomer và kim loại sai, nên cánh bơm, vỏ ngăn cách, vòng chữ O và bạc đạn phải được chọn cho lưu chất cụ thể này, chứ không cho dịch vụ hóa chất nói chung.
● Rót vào tế bào là một máy khác. Định lượng chất điện phân vào từng tế bào dưới chân không, không tạo bọt hay nhiễm bẩn, là công việc của một thiết bị rót chuyên dụng với định lượng bằng kim hoặc vòi phun — không phải một bơm chuyển. Một chiếc bơm cấp cho máy đó; nó không thay thế máy đó. Thêm về điều này ở phần giới hạn bên dưới.
Quản lý nhiệt và tuần hoàn chất làm mát
Các tế bào sinh nhiệt và được thử nghiệm chống lại nhiệt, nên chất làm mát di chuyển qua các giá hóa thành và lão hóa, các bàn thử mô-đun và pack, và các chiller hay bộ điều khiển nhiệt độ. Các vòng này nằm sát các tế bào đang hoạt động và thiết bị thử nghiệm đắt tiền, nên độ kín quan trọng ngang với lưu lượng.
● Cái gì hợp. Các chất làm mát nước-glycol và điện môi tuần hoàn tốt trên một bơm xoáy hoặc dẫn động từ không phớt — cột áp cao ở lưu lượng vừa phải để kiểm soát nhiệt độ tinh, không có phớt để rỉ lên một khay tế bào. Các bơm xoáy từ MDW và MDH của chúng tôi đảm nhận nhiệm vụ tuần hoàn chính xác này — cùng nền tảng mà chúng tôi cung cấp cho các vòng chiller bán dẫn — và kết cấu không phớt của chúng giữ chất làm mát tránh xa thiết bị.
● Các vòng lạnh hơn và điện môi. Chất làm mát điện môi ngâm và các vòng nhiệt độ thấp dùng cùng cách tiếp cận không phớt; vòng chạy càng lạnh, nền tảng và vật liệu bơm càng phải hợp với cả nhiệt độ lẫn độ kín.
Nơi một bơm chuyển không phớt là công cụ sai
Hai nhiệm vụ trong sản xuất pin nằm ngoài một bơm chuyển dẫn động từ, và đáng để nói thẳng về chúng:
● Hồ catốt và anốt. Hồ đặc, nhạy với cắt trượt và chứa đầy các hạt mài mòn vật liệu hoạt động và cacbon. Một bơm bánh răng hoặc xoáy có khe hở chật sẽ mòn nhanh — trong tái chế pin, một bơm ly tâm thép không gỉ tiêu chuẩn di chuyển hồ catốt mài mòn đã mất hơn một nửa độ dày cánh trong vài tuần. Chuyển hồ thuộc về các bơm làm cho mài mòn và độ nhớt: trục vít lệch tâm (khoang tiến), nhu động (ống mềm), hoặc pít-tông và màng, thường với các bộ phận tiếp xúc chống mài mòn hoặc có lớp lót.
● Rót chất điện phân ở cấp tế bào. Định lượng vài gam chất điện phân vào mỗi tế bào dưới chân không, không tạo bọt hay nhiễm bẩn, là công việc của một máy rót chất điện phân chuyên dụng với định lượng bằng kim hoặc vòi phun — không phải một bơm chuyển số lượng lớn. Bơm chuyển cấp cho máy đó; nó không thực hiện việc rót.
Làm đúng hai việc này — bằng cách không ép một bơm dẫn động từ vào chúng — cũng là một phần của việc chọn tốt như việc chọn đúng bơm cho NMP và chất điện phân.
Ghép bơm với quá trình sản xuất pin
Làm điểm khởi đầu, lưu chất quá trình và các yêu cầu bao kín và mài mòn của nó chỉ ra chiếc bơm — bao gồm cả những trường hợp trung thực nằm ngoài một bơm chuyển không phớt:
| Lưu chất / nhiệm vụ quá trình | Đặc tính lưu chất | Yêu cầu then chốt | Bơm khuyến nghị |
| Thu hồi & tái định lượng NMP (dung môi làm trong) | Loãng, dễ bay hơi, độc, giá trị cao | Không rò, kín, định lượng | Bơm bánh răng dẫn động từ (MDC) |
| Chuyển NMP ấm / có vỏ áo | Dung môi loãng xử lý nóng | Bao kín + quản lý nhiệt | Bơm từ có vỏ áo / nền tảng dầu nhiệt |
| Chuyển chất điện phân số lượng lớn (IBC → bồn ngày → dây chuyền) | Dễ cháy, nhạy hơi ẩm, tạo HF | Không phớt, khô, vật liệu tương thích | Bơm bánh răng từ / bơm hóa chất không phớt |
| Tuần hoàn chất làm mát (hóa thành, lão hóa, thử nghiệm) | Nước-glycol hoặc điện môi, sát tế bào | Không rò, cột áp cao ở lưu lượng thấp | Bơm xoáy từ (MDW / MDH) |
| Hồ catốt / anốt | Đặc, nhạy cắt trượt, mài mòn | Xử lý mài mòn & độ nhớt | Trục vít lệch tâm / nhu động / pít-tông (ngoài dải không phớt) |
| Rót chất điện phân vào tế bào | Vi định lượng chính xác, chân không, không bọt | Định lượng chuyên dụng dưới chân không | Máy rót chất điện phân (ngoài dải bơm chuyển) |
Bảng chỉ ra lựa chọn đầu tiên; lựa chọn cuối cùng phụ thuộc vào lưu chất chính xác và nhiệt độ của nó, vào việc nó có phải giữ kín và khô hay không, vào việc nó có mang chất rắn mài mòn hay không, và vào lưu lượng và áp suất mà quá trình cần.
Những cân nhắc chọn lựa then chốt
Khi bạn chọn một bơm cho một bước sản xuất pin, các thông số quyết định nó có chạy an toàn và sạch hay không là:
● Bao kín trước tiên. Trên NMP và chất điện phân, không phớt là điểm khởi đầu — một phớt trục là một đường rò ra ngoài và, với chất điện phân, một đường hơi ẩm đi vào.
● Tương thích vật liệu. NMP làm trương hoặc tấn công một số polyme và elastomer; HF và dung môi cacbonat tấn công những cái khác. Các bộ phận tiếp xúc được chọn cho lưu chất cụ thể, chứ không cho dịch vụ hóa chất chung.
● Hơi ẩm và xử lý trơ. Bơm chất điện phân sống trong các phòng khô; bơm và các mối nối không được đưa vào một đường hơi ẩm đi vào hay các nhánh chết giữ hơi ẩm.
● Nhiệt độ. NMP thường được xử lý ấm để giữ loãng và ổn định, trong khi các vòng làm mát có thể chạy lạnh; nền tảng và vật liệu bơm phải hợp với cả nhiệt độ lẫn lưu chất.
● Mài mòn. Bất cứ thứ gì mang hạt vật liệu hoạt động hoặc cacbon đều loại một bơm không phớt có khe hở chật — đó là quyết định về bơm hồ, không phải bơm chuyển.
● Tính dễ cháy và phân loại vùng. NMP và chất điện phân dễ cháy, nên động cơ và bộ điều khiển trong các vùng đó cần phân loại vùng nguy hiểm đúng.
● Độ chính xác định lượng. Nơi NMP hay chất điện phân phải được định lượng thay vì chỉ di chuyển, một bơm thể tích dẫn động từ cho một lưu lượng lặp lại, độc lập với áp suất.
Cấu hình một chiếc bơm cho dây chuyền pin của bạn
Hãy cho chúng tôi biết lưu chất — NMP thu hồi, chất điện phân, một chất làm mát hoặc một dung môi quá trình — cùng nhiệt độ của nó, nó có phải giữ kín và khô hay không, và lưu lượng và áp suất bạn cần. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ cấu hình một bơm dẫn động từ hoặc xoáy không phớt cho nhiệm vụ — hoặc nói thẳng với bạn khi câu trả lời đúng lại là một bơm hồ hoặc một máy rót. Các lựa chọn trải khắp các dòng bơm xoáy, thể tích và hóa chất của chúng tôi.
Trao đổi với đội ngũ của chúng tôi: Liên hệ Aulank | WhatsApp: +86 13773157367 | Email: info@aulankpump.com
Đọc thêm: không rò rỉ · độ nhớt cao · chọn bơm thể tích