از بین بردن آلودگی فلزی در آبدهی باتری لیتیوم: تکنولوژی پوشش غیر آلودگی تخصصی

با گسترش سریع وسایل نقلیه الکتریکی (EV) و سیستم های ذخیره سازی انرژی (ESS) ، پردازش مستمر آب رسوب الکترود باتری با استفاده از اکسترودرهای دو پیچ به استاندارد صنعت تبدیل شده است.با این حال، پردازش مواد فعال با سختی بالا مانند لیتیوم فوسفات آهن (LFP) یا NCM با نیکل بالا یک چالش حیاتی را ارائه می دهد: سایش مکانیکی بین عناصر پیچ و دیوار بشکه.این فرسایش باعث آزاد شدن ذرات فلزی (Fe، Cr، Ni) به محلول تبدیل می شوند که به طور قابل توجهی میزان خود تخلیه و خطر فرار حرارتی را افزایش می دهد.

خمیر الکترود حاوی غلظت بالایی از پودرهای جامد (مواد فعال و عوامل رسانا) است.آنها چالش های فنی متعددی ایجاد می کنند.:

• فرسایش سست کننده: سختی شدید ذرات LFP مانند یک ابزار برش در برابر قطعات فولادی استاندارد عمل می کند.
• خطر الکتروشیمی: حتی ناخالصی های آهن در سطح ppm (10−6) می تواند منجر به رشد دندریت لیتیوم در طول چرخه باتری شود و به طور بالقوه جدا کننده را سوراخ کند.
• مشکلات نظافت: پیچ های نایتری شده سنتی نمی توانند الزامات سختگیرانه کنترل ناخالصی تولیدکنندگان برتر باتری را برآورده کنند.

برای دستیابی به تولید تمیز، تمرکز بر قطعات هسته ای اکسترودر از مقاومت ساده در برابر فرسایش به استاندارد دوگانه "استمراری + آلودگی صفر" تغییر کرده است. "

راه حل های پیشرو، پوشش های مبتنی بر کاربید وولفستم یا سرامیک را بر روی سطح عناصر پیچ اعمال می کنند.

• مشخصات فنی: خشکی سطح باید به Ra < 0.2 μm برسد تا چسبندگی و تجمع مواد به حداقل برسد.
• عملکرد: سختی سطحی بسیار بالا (تا 70 × 80 HRC) تضمین می کند که زیربنای فلزی از خمیر جدا شود.

پوشش های بشکه اکسترودر معمولاً از آلیاژ های بدون کوبالت یا بسیار کم آهن مبتنی بر نیکل ساخته می شوند.

• شواهد پارامتر شده: مواد با استانداردهای تمیز بودن کلاس 5 ISO 14644-1 مطابقت دارند و ریختن فلز را در محدوده 10-6 نگه می دارند (Ref: #LAB-CERT-66721).

علاوه بر مواد، طراحی پیچ و بشکه نقش حیاتی در کاهش تولید زباله ای دارد.

• کنترل دقت تخلیه: حفظ فاصله یک جانبه 0.03 mm 0.05 mm مانع از گیر شدن ذرات بزرگ و ایجاد فرسایش تشنج می شود.
• هندسه کم برش: زاویه های بهینه سازی شده از بلوک های خمیر، پراکندگی عالی را تضمین می کند در حالی که گرمای اصطکاک محلی و استرس مکانیکی را به حداقل می رساند.

برای تولید کنندگان باتری که مخلوط کردن مستمر را اتخاذ می کنند، انتخاب تجهیزات باید فراتر از خروجی باشد و بر ثبات مواد تمرکز کند.با استفاده از اجزای دارای خفیف خلاء (سختی 58- 64 HRC) و گواهینامه پاکیزگی شخص ثالث، سازندگان می توانند فواصل نگهداری را افزایش دهند و بالاترین سطح ایمنی باتری را تضمین کنند.