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应用案例 | 真空泵如何在电池制造中平衡安全、质量和成本
来源: | 作者:阿特拉斯空压机 | 发布时间: 2024-04-30 | 78 次浏览 | 分享到:
近年来新能源汽车在政策和技术的驱动下取得了长足的发展,而这背后的一大支撑就是锂电池行业的快速发展。锂电池自1991年商业化以来,是目前新能源汽车领域的主要电池产品,其主要生产步骤如下图所示。

近年来新能源汽车在政策和技术的驱动下取得了长足的发展,而这背后的一大支撑就是锂电池行业的快速发展。锂电池自1991年商业化以来,是目前新能源汽车领域的主要电池产品,其主要生产步骤如下图所示。

其中烘烤、卷绕等工序中真空泵抽气介质主要为空气、水汽等,通常非防爆的真空泵/机组(上图中黄色图标所示)即可满足应用,目前较常用的产品有油润滑螺杆泵、干螺杆泵、罗茨干螺杆机组等。

而注液、化成工艺中的真空泵抽气介质因涉及到电解液中的有机溶剂等易燃易爆物质,越来越多的客户采用整机防爆的真空泵(上图中蓝色图标所示),而这也是未来的发展趋势。



阿特拉斯·科普柯真空技术部为国内某电池厂家的某新建产线提供了非防爆的变频干螺杆、变频罗茨螺杆机组用于烘烤、卷绕等工序。

同时也为该用户提供了具有防爆认证的防爆干螺杆和防爆罗茨螺杆机组分别用于注液和化成工艺。


防爆

GB51377-2019锂离子电池工厂设计标准中关于工艺真空系统相关的要求有两条:

1.当工艺生产设备排出有爆炸性气体时,工艺真空系统应满足相应防爆要求规定;

2.氮甲基吡咯烷酮(NMP)的排风系统应按防爆系统设计。

在注液和化成工序中,电解液内的有机溶剂蒸汽、NMP蒸汽等可能会进入到真空泵内,因此按上述国标规定,在注液、化成工序应该选用整机防爆真空泵(泵体及电机均防爆)。

同时也应该对真空泵的排气口温度和压力进行监测,当排气温度和压力超过设定值时,应报警直至连锁停机,从而避免泵腔内温度过高,发生转子卡死、甚至因高温引起爆炸。

目前在注液和化成工序,有部分企业采用非防爆的泵体加防爆电机简单的替代整机防爆的真空泵,这种设计只能满足电气防爆,而无法满足整机防爆,存在隐患。


质量

锂电池的产品质量一方面决定于其原材料,另一方面决定于生产过程。

从原材料角度看,锂电池电解液与水会发生化学反应,从而影响锂电池的性能,而在烘烤过程中,真空泵的平稳运行和良好的真空性能对于保证锂电池的性能和产品质量至关重要。

而从生产过程看,生产设备的稳定性和性能会影响到锂电池的产品质量。真空泵是锂电池生产过程中不可缺少的设备之一。阿特拉斯·科普柯目前已有大量干螺杆及罗茨螺杆机组在国内一线电池生产厂家中安装使用,其良好的稳定性和真空性能得到了实际的使用验证。

同时,通过集控系统,将设备运行、维保提醒等功能上传到客户的中控系统,一方面可实时监测真空泵的运行情况,另一方面也可以在产品异常时追溯生产过程中的真空泵运行参数,为异常原因分析提供数据支撑,为产品质量保驾护航。


成本

对于锂电池生产企业而言,真空设备的运行功率会在一些情况下影响整体的运行成本。

1.阿特拉斯·科普柯在部分工序上为客户提供的变频干螺杆及罗茨螺杆机组可以根据客户的生产负荷调节转速,从而达到节能的目的。

2.另外,通过管路等系统设计,减少压力、气量损失,从而发挥真空泵的出色性能。


结语

新能源汽车行业仍处于快速发展阶段,锂电池、钠电池、半固态电池、固态电池、燃料电池等都处于不断的技术革新与发展浪潮中,而阿特拉斯·科普柯也将始终为客户提供优质的真空产品和服务。


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