三葉氣冷式羅茨真空機組應用于鋰電池烘烤工藝上的可行性報告
  •   添加時間:2017-7-7 
    一、 鋰電池的發展

    中國目前是世界上第二大CO2排放國,而且呈現上漲的趨勢,有預測中國在多年以后會成為世界第一大CO2排放國,因此,中國面臨著越來越大的碳減排壓力。從OICA的統計數據來看,汽車尾氣排放已占據CO2排放總量的16%,因此,推廣使用清潔能源汽車,是勢在必行的一項重大舉措。

    圖1

    電池是目前新能源汽車技術和成本上最大的瓶頸,同時也是新能源汽車產業鏈中利潤最豐厚的一環,而且豐厚利潤將長期維持。動力電池行業從無到有,市場容量從目前的十幾億到2018年的約325億,未來幾年是快速的增長,巨大的增長空間將使整個產業鏈受益。

    國內已經有完整的鋰電池產業鏈,比亞迪、比克等已居全球鋰電池行業前列,且在動力電池關鍵的電池組成領域并不落后國外廠商(比亞迪全球第一個推出商用插電式混合動力汽車F3DM,天津力神將與邁爾期合作生產動力電池),產業業整體的規模和技術競爭力并不明顯落后于國外。

    圖2   全球主要鋰離子電池企業的投產和生產能力

    圖3    國內磷酸鐵鋰電池生產企業

    二、 鋰電池的生產工藝流程

    鋰電池的生產流程如下:

    圖4

    其中,在配料方面需要用到真空,主要目的是將各種電池材料均勻的攪拌成漿狀。

    在注液時,也需要在真空環境下完成,以保證高精度的流水化將電解液注入到電池包裝材料內。

    再者,就是烘烤時需要達到一定真空。

    三、 三葉氣冷羅茨真空機組的應用

    三葉氣冷羅茨真空機組主要應用于電池的烘烤干燥工藝上,在此工藝段上要求的工作真空度較高,一般都在5kpa~7kpa之間。同時,在干燥過程中,容易產生腐蝕性物質,真空度容易產生波動,波動值通常在5kpa~10kpa之間較多,這就對羅茨泵的要求變得越來越高。

    在此工作真空區段,普通羅茨真空泵不能使用,主要是由于普通羅茨真空泵的最大承受壓差為≤10kpa,如果使用,會造成普通羅茨真空泵過熱過載。三葉氣冷式羅茨真空泵能承受最大壓差為85Kpa,同時,能夠承受高壓縮比,真空波動對三葉氣冷式羅茨泵的影響不大。

    本項目主要使用的真空機組是三葉氣冷式全羅茨真空機組,即真空機組中各泵均由三葉氣冷式羅茨泵組成。三葉氣冷式羅茨真空泵是屬于一種干式容積式真空泵,無“三廢”產生,對環保不造成影響,同時,機組采用變頻調節,相比于傳統老式液環真空機組或往復式真空機組更加節能。

    四、 三葉氣冷式羅茨真空泵在此工藝上的使用優勢

    鋰電池行業以前使用的真空機組多為液環真空機組或往復式真空機組,這三種真空機組的特點如下表:


    表1 三種真空機組的特點比較

    優         良       差          受影響  R    不受影響 Q

    三葉氣冷式羅茨真空泵是由兩只△型三葉轉子作同步反向旋轉,轉子與轉子之間、轉子與泵腔之間均有一定的間隙,其是互不接觸,因此沒有摩擦,后期的維修率非常低,除了更換密封等易損件外,不需要大修。液環真空泵葉輪與泵腔采用316材質,但仍不能耐鋰電池的液體,時間不長就會產生腐蝕,維修更換頻率高。往復真空泵是由活塞在氣缸內作往復式運行產生吸排氣,活塞與氣缸之間有摩擦,活塞容易磨損。同時,吸排氣口的閥片始終處于往復開關狀態,極易損壞,十字頭做的是曲柄連桿式運動,時間一長就得損壞,更換頻率高。

    電池液中容易產生Cl-離子,一般的材質很難耐得住腐蝕,即使是316、316L也易腐蝕。因此,液環真空泵的葉輪極易腐蝕損壞。往復式真空泵雖然可以做防腐蝕處理,但由于活塞與氣缸是有摩擦的,因此,能承受腐蝕的時間也較短,一旦防腐層被損壞,那么腐蝕就會非常嚴重。三葉氣冷式羅茨真空泵各部件間均有一定間隙,互相不接觸,且所有與氣體接觸的地方均采用滲0.03mm的鎳磷合金或哈氏合金防腐涂層。能夠承受Cl-離子的腐蝕,使用壽命大大提高。

    五、 能源消耗

    三種真空機組的能源消耗見表2

    表2  能耗數據

    六、 結論

    綜上所述,三葉氣冷式羅茨真空機組在鋰電池烘烤工藝上是一種非常節能穩定的機組,其優越的穩定性能、能源消耗、環保優勢能夠充分保證該行業的健康高效地發展。在能源緊張、環保要求高的今天,三葉氣冷式羅茨真空機組無疑是最好的選擇。

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    文章來源:江陰華西節能技術有限公司  訪問商鋪     我要打印   IE收藏   放入公文包