發(fā)布于2023.05.29
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作者:智子智能
前言
在“動力+儲能”雙驅(qū)動的戰(zhàn)略布局下，鋰電池生產(chǎn)線設計產(chǎn)能不斷提升，電解液在注液段的消耗量迅速增長。而電解液作為一種甲類物質(zhì)，其所含有的易燃溶劑占有較大比重，且大部分易燃溶劑的閉杯閃點較低，這種特殊的化學特性給全自動注液機電解液集中供料系統(tǒng)帶來了極大的挑戰(zhàn)。
一、行業(yè)痛點
材料易燃易爆
材料具有腐蝕性
溫度影響材料特性
批次回收和殘留問題
二、解決方案
廣東智子針對電解液的材料特性、工藝特點，創(chuàng)新推出全自動注液機電解液集中供料系統(tǒng)，完美兼顧安全和效率，系統(tǒng)包括以下功能模塊：
1、動力系統(tǒng)
電解液由鋰鹽、添加劑和溶劑組成，其中溶劑有2/3為易燃成分。從爆炸極限數(shù)據(jù)來看，除DMC之外，空氣中的溶劑蒸汽體積比達到2%左右即能引發(fā)爆炸。
整套系統(tǒng)采用惰性氣體為動力源，電解液庫房內(nèi)的電解液以惰性氣體打壓的方式，經(jīng)供液管路輸送至自動注液機內(nèi)，且電解液桶出料和注液機進料均采取液下出料和液下進料的方式。為避免理論偏差，惰性氣體的壓力除了需要根據(jù)噸桶的耐壓參數(shù)，樓層高度等數(shù)據(jù)進行理論計算之外，還需經(jīng)過實驗驗證再進行產(chǎn)線設計。
（易燃溶劑的閃點和爆炸極限）
2、管道輸送系統(tǒng)
由于電解液在高溫條件下易因揮發(fā)而導致濃度不均，在低溫條件下則會因粘度升高而影響流動性。因此，系統(tǒng)需要精確控制運輸過程中的溫度，使之保持穩(wěn)定狀態(tài)，并根據(jù)實際工況選用合適的保冷方式。
目前，市場上最成熟最常見的溶質(zhì)鋰鹽便是六氟磷酸鋰（LiPF6），而該種鋰鹽具有較強的腐蝕性和毒性，容易對人體健康造成不同程度的損害。這要求我們在電解液輸送過程中，需要提前做好防腐蝕、防泄漏及防接觸措施，并制定好泄漏后的收集處理方案。
在進行輸送產(chǎn)線設計時，我司采用多層管道及一備一用管路設計，管道內(nèi)層選用聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）等耐腐蝕材料。在管道最外層則使用不銹鋼管全程焊接，起到防泄漏及保護內(nèi)管的作用。在結合電解液不同溫度的粘度參數(shù)、電解液噸桶的耐壓參數(shù)、管道材質(zhì)及管徑的計算參數(shù)等方面的基礎上，使用綜合物料實驗室的裝置進行測試驗證。
（實驗驗證有效規(guī)避生產(chǎn)風險）
3、管道清洗系統(tǒng)
為實現(xiàn)系統(tǒng)的高效循環(huán)使用，作業(yè)員在每次使用系統(tǒng)完畢后，需要對電解液桶及電解液輸送管道進行清洗，以降低電解液桶或輸送管道的雜質(zhì)含量，防止因批次殘留而對下一批電解液的品質(zhì)產(chǎn)生影響。而電解液的清洗方式主要分為液體清洗和氣吹，且清洗介質(zhì)不可為水和空氣，整個清洗管路的設計則視具體要求和工藝而定。
（典型的全自動注液機電解液集中供料系統(tǒng)設計案例）
4、中控系統(tǒng)
系統(tǒng)所配有的PLC控制系統(tǒng)，具備生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集、產(chǎn)品質(zhì)量追溯、故障預警、多級密碼管理等功能。通過氣源壓力傳感器及地秤計量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠?qū)Χ栊詺怏w進行穩(wěn)壓、調(diào)壓及泄壓控制，并及時發(fā)出補料預警。
采用溫度檢測儀實時監(jiān)控管道溫度變化，并在溫度異常時報警關停。同時，注液機儲罐的液位信號能夠在液位過低時，自動完成電解液及清洗溶劑的補充。在噸桶對接及注液車間均配置觸摸屏，便于遠程操作，提升系統(tǒng)的整體輸送效率。
5、數(shù)字孿生系統(tǒng)
為驗證產(chǎn)線方案設計在工藝上的合理性和可操作性，我司采用三維可視化建模技術對設計的產(chǎn)線進行1：1逼真三維再現(xiàn)，保證方案設計的真實性、準確性和完整性。
（全自動注液機電解液集中供料系統(tǒng)的部分三維模擬）
三、系統(tǒng)價值
自動化程度高，助力產(chǎn)能最大化
系統(tǒng)性設計，確保安全運行
精確控制，把握產(chǎn)品品質(zhì)
閉環(huán)的自動控制，減少人工干預
廣東智子作為一家物料處理技術服務公司，基于對材料特性及生產(chǎn)工藝的深入研究，為客戶提供專業(yè)的EPC智能化、數(shù)字化物料處理系統(tǒng)解決方案。
