Ličio jonų akumuliatorių gamyba turi būti griežtai kontroliuojama atsižvelgiant į aplinkosaugą, siekiant užtikrinti našumą, saugą ir ilgaamžiškumą. Gaminant ličio akumuliatorius, sausos patalpos turi būti naudojamos siekiant užtikrinti itin žemą drėgmės aplinką, kad būtų išvengta drėgmės užteršimo defektų. Straipsnyje pristatomas ličio akumuliatorių sausų patalpų įrangos poreikis, pagrindinės technologijos ir inovacijos, siekiant pagerinti akumuliatorių gamybos efektyvumą ir kokybę.

Sausų patalpų naudojimas ličio baterijoms

Ličio jonų akumuliatoriai yra labai jautrūs vandeniui. Net ir nedidelis vandens kiekis reaguos su elektrolitais ir sukels dujų susidarymą, talpos praradimą ir, pavyzdžiui, išsipūtimo ar šiluminio išsiveržimo riziką. Siekiant išvengti tokios rizikos, ličio jonų akumuliatorių sausos patalpos rasos taškas paprastai turi būti žemesnis nei -40 °C (-40 °F), o oras – labai sausas.

Pavyzdžiui, „Tesla Gigafactories“ naudoja aukščiausios klasės sausas patalpas, kad santykinė oro drėgmė būtų mažesnė nei 1 %, atliekant elektrodų dengimą ir elementų surinkimą. Remiantis tyrimais, buvo suprasta, kad didesnis nei 50 ppm vandens kiekis akumuliatorių elementuose gali sumažinti našumą 20 % po 500 įkrovimo ciklų. Todėl gamintojams, kuriems keliami aukšti tikslai dėl energijos tankio ir ciklų trukmės, verta investuoti į moderniausią ličio akumuliatorių sausas patalpas.

Didelė ličio baterijų sauso kambario įranga

Sausa patalpa, skirta didelio efektyvumo ličio baterijoms, susideda iš kelių įrangos dalių, reikalingų optimalioms sąlygoms užtikrinti:

1. Oro sausinimo sistemos

Plačiausiai naudojamas adsorbcinis sausintuvas, kuriame vanduo pašalinamas naudojant tokias medžiagas kaip molekuliniai sietai arba silikagelis.

Rotaciniai sausintuvai užtikrina nuolatinį džiovinimą, kai rasos taškas siekia -60 °C (-76 °F).

2. Vėdinimo įrenginiai (AHU)

Oro kondicionavimo įrenginiai reguliuoja temperatūrą ir oro srautą, kad sausoje patalpoje būtų palaikomos pastovios sąlygos.

HEPA filtrai pašalina daleles, kurios gali būti panaudotos akumuliatorių medžiagoms užteršti.

3. Drėgmės barjerų sistemos

Dvigubų durų oro šliuzai sumažina drėgmės lygį, patenkantį į patalpas medžiagų ar personalo įėjimo metu.

Sauso oro dušai naudojami operatoriams nusausinti prieš pasiekiant jautrias zonas.

4. Stebėsenos ir kontrolės sistemos

Rasos taškas, drėgmė ir temperatūra nuolat stebimi realiuoju laiku, o stabilumas išlaikomas automatinės kompensacijos pagalba.

Duomenų registravimas užtikrina atitiktį pramonės standartams, tokiems kaip ISO 14644, skirti švarioms patalpoms.

Pramonės gigantai, tokie kaip „Munters“ ir „Bry-Air“, tiekia specialiai pritaikytą ličio baterijomis varomą sausųjų patalpų įrangą, kurioje tokios įmonės kaip CATL ir „LG Energy Solutions“ gali griežtai kontroliuoti drėgmę.

Pažangi ličio baterijų sausų patalpų technologija

Naujausios ličio baterijų sausųjų patalpų technologijos pagerina energijos vartojimo efektyvumą, automatizavimą ir mastelio keitimą:

1. Šilumos atgavimo sistemos

Nauji sausintuvai atgauna perteklinę šilumą ir taip sutaupo net 30 % energijos.

Kai kurie iš jų, pavyzdžiui, atgauna džiovinimo šilumą oro kondicionavimui.

2. Dirbtinio intelekto valdoma drėgmės kontrolė

Mašininio mokymosi programinė įranga numato drėgmės svyravimus ir iš anksto įjungia sausinimo lygius.

„Panasonic“ naudoja dirbtiniu intelektu pagrįstas sistemas, kad optimizuotų dinamines sausų patalpų sąlygas.

3. Moduliniai sausų patalpų dizainai

Surenkamos sausos patalpos palengvina greitą diegimą ir plečiamumą, siekiant palaipsniui didinti gamybos linijos pajėgumus.

„Tesla Berlin Gigafactory“ naudoja modulines sausas patalpas akumuliatorių elementų gamybos efektyvumui optimizuoti.

4. Žemos rasos taško praplovimas dujomis

Sandarinant elementus, papildomam drėgmės pašalinimui naudojamas prapūtimas azotu arba argonu.

Šis metodas taikomas kietojo kūno baterijų gamyboje, kur jautrumas vandeniui yra neigiamesnis.

Išvada

Ličio baterijų sausoji patalpa yra aukštos kokybės baterijų gamybos kertinis akmuo, kuriame sausa, kontroliuojama atmosfera užtikrina geriausią našumą ir saugumą. Oro surinktuvai, sausintuvai ir barjerai – visa svarbiausia ličio baterijų sausosios patalpos įranga – yra sujungti, kad būtų užtikrintas itin mažas drėgnumas. Kita vertus, technologinės inovacijos ličio baterijų sausosiose patalpose, tokios kaip dirbtinio intelekto valdymas ir šilumos atgavimo sistemos, pakelia pramonės mastelį ir efektyvumą į naujas aukštumas.

Kol ličio jonų akumuliatorių rinka ir toliau augs, gamintojai, norėdami išlikti rinkoje, turi toliau investuoti į pažangiausias džiovinimo patalpų technologijas. Būtent įmonės, investuojančios į kokybiškas džiovinimo technologijas, bus saugesnių, ilgesnio ciklo, didelės talpos akumuliatorių gamybos priešakyje.

Pagerins ličio baterijų sausos patalpos sąlygas, todėl pramonė galės sunaudoti daugiau energijos elektrinėse transporto priemonėse, atsinaujinančios energijos sistemose ir plataus vartojimo elektronikoje – tai žingsnis arčiau tvarios energijos ateities.