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发布于2023.05.29 浏览量:651 作者:智子智能
案例分享 | 全自动注液机电解液集中供料系统,赋能电池注液工序提质增效

前言

在“动力+储能”双驱动的战略布局下,锂电池生产线设计产能不断提升,电解液在注液段的消耗量迅速增长。而电解液作为一种甲类物质,其所含有的易燃溶剂占有较大比重,且大部分易燃溶剂的闭杯闪点较低,这种特殊的化学特性给全自动注液机电解液集中供料系统带来了极大的挑战。


一、行业痛点

材料易燃易爆

材料具有腐蚀性

温度影响材料特性

批次回收和残留问题


二、解决方案

广东智子针对电解液的材料特性、工艺特点,创新推出全自动注液机电解液集中供料系统,完美兼顾安全和效率,系统包括以下功能模块:

1、动力系统

电解液由锂盐、添加剂和溶剂组成,其中溶剂有2/3为易燃成分。从爆炸极限数据来看,除DMC之外,空气中的溶剂蒸汽体积比达到2%左右即能引发爆炸。

整套系统采用惰性气体为动力源,电解液库房内的电解液以惰性气体打压的方式,经供液管路输送至自动注液机内,且电解液桶出料和注液机进料均采取液下出料和液下进料的方式。为避免理论偏差,惰性气体的压力除了需要根据吨桶的耐压参数,楼层高度等数据进行理论计算之外,还需经过实验验证再进行产线设计。

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(易燃溶剂的闪点和爆炸极限)

2、管道输送系统

由于电解液在高温条件下易因挥发而导致浓度不均,在低温条件下则会因粘度升高而影响流动性。因此,系统需要精确控制运输过程中的温度,使之保持稳定状态,并根据实际工况选用合适的保冷方式。

目前,市场上最成熟最常见的溶质锂盐便是六氟磷酸锂(LiPF6),而该种锂盐具有较强的腐蚀性和毒性,容易对人体健康造成不同程度的损害。这要求我们在电解液输送过程中,需要提前做好防腐蚀、防泄漏及防接触措施,并制定好泄漏后的收集处理方案。

在进行输送产线设计时,我司采用多层管道及一备一用管路设计,管道内层选用聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等耐腐蚀材料。在管道最外层则使用不锈钢管全程焊接,起到防泄漏及保护内管的作用。在结合电解液不同温度的粘度参数、电解液吨桶的耐压参数、管道材质及管径的计算参数等方面的基础上,使用综合物料实验室的装置进行测试验证。

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(实验验证有效规避生产风险)

3、管道清洗系统

为实现系统的高效循环使用,作业员在每次使用系统完毕后,需要对电解液桶及电解液输送管道进行清洗,以降低电解液桶或输送管道的杂质含量,防止因批次残留而对下一批电解液的品质产生影响。而电解液的清洗方式主要分为液体清洗和气吹,且清洗介质不可为水和空气,整个清洗管路的设计则视具体要求和工艺而定。 

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(典型的全自动注液机电解液集中供料系统设计案例)

4、中控系统

系统所配有的PLC控制系统,具备生产数据实时采集、产品质量追溯、故障预警、多级密码管理等功能。通过气源压力传感器及地秤计量数据,系统能够对惰性气体进行稳压、调压及泄压控制,并及时发出补料预警。

采用温度检测仪实时监控管道温度变化,并在温度异常时报警关停。同时,注液机储罐的液位信号能够在液位过低时,自动完成电解液及清洗溶剂的补充。在吨桶对接及注液车间均配置触摸屏,便于远程操作,提升系统的整体输送效率。

5、数字孪生系统

为验证产线方案设计在工艺上的合理性和可操作性,我司采用三维可视化建模技术对设计的产线进行1:1逼真三维再现,保证方案设计的真实性、准确性和完整性。

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(全自动注液机电解液集中供料系统的部分三维模拟)


三、系统价值

自动化程度高,助力产能最大化

系统性设计,确保安全运行

精确控制,把握产品品质

闭环的自动控制,减少人工干预

 

广东智子作为一家物料处理技术服务公司,基于对材料特性及生产工艺的深入研究,为客户提供专业的EPC智能化、数字化物料处理系统解决方案。

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