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精雕細琢,決戰(zhàn)千“鋰”

來源:梅特勒托利多 METTLER TOLEDO   2023年05月09日 17:18  

中國汽車工業(yè)總產(chǎn)值超過10萬億,約占全國GDP總量的10%。汽車產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟支柱型產(chǎn)業(yè),對GDP的推動作用十分明顯。汽車產(chǎn)業(yè)成為具有競爭力的產(chǎn)業(yè),與清潔可再生能源(光伏、風電),儲能,協(xié)同達成碳中和碳達峰的雙碳目標。

 

新能源是中國汽車行業(yè)重要增長引擎,在全球新能源汽車市場,中國市場占有率達到了64%,保持了全球領(lǐng)先的地位。

 

行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,今年Q1,我國動力電池裝機量65.9GWh,同比增長28.4%。其中三元電池累計裝機量20.9GWh,占總量的31.7%;磷酸鐵鋰電池累計裝機量44.9GWh,占總量的68.2%。

 

同期,我國動力電池企業(yè)電池累計出口達25.8GWh。中國動力電池出口數(shù)量已經(jīng)超過中國市場裝機量的三分之一,出口貿(mào)易海外市場穩(wěn)步增長,主流電池企業(yè)也快速推進海外布局。

 

梅特勒托利多致力于不斷的創(chuàng)新研發(fā)滿足新能源發(fā)展的需求,用持續(xù)的技術(shù)升級為電池行業(yè)帶來貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈的解決方案。

 

圖片

 

下面分別針對4大板塊,實驗室分析、過程分析、工業(yè)稱重、粉體包裝來介紹我們的高效解決方案。


實驗室分析

 

水分控制不當不僅影響正負極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,降低電池容量、減少電池的循環(huán)使用次數(shù),還可能與電解液反應(yīng)生成有害氣體,引起電池變形等更嚴重后果。因此,在鋰電生產(chǎn)的整個產(chǎn)業(yè)鏈,無論是上游材料還是電芯包裝環(huán)節(jié)都需要隨時對水分進行檢測。

 

梅特勒托利多為鋰電池行業(yè)量身定做的水分測定解決方案,參考國標GB/T 6283化工產(chǎn)品中水分含量的測定——卡爾費休法(通用方法),C30S庫侖法水分儀搭配Inmotion KF加熱爐精準測定鋰電池材料各部件水分含量。C30S的溶劑管理器可監(jiān)測試劑參數(shù)、一鍵更換溶劑,使滴定杯始終處于良好的狀態(tài)。并在任何時候溶劑管理器都可以自動排廢液,加液或更換溶劑,對使用者進行全面的保護。

 

另外,在鋰電池極片分切的前道工序還包括漿料勻漿涂布、極片烘干輥壓等,其水分含量需在生產(chǎn)現(xiàn)場確認是否達到工藝要求,以便及時調(diào)整產(chǎn)線。因此,對水分取樣及檢測要求是快速精準。

 

針對這種情況,我們推薦HX204快速水份測定儀。其采用創(chuàng)新型懸掛式稱量技術(shù),讓儀器擁有高達10ppm可讀性的水份檢測精度,并在數(shù)分鐘內(nèi)對電池的正、負極極片進行水份含量測定。不僅生產(chǎn)工藝得到了嚴格控制,還兼顧到了生產(chǎn)效率,讓極片生產(chǎn)變得更從容不迫。


過程分析



GPro500 系列TDL激光氣體分析儀

 

鋰電池生產(chǎn)的重要工藝步驟之一:攪拌混合過程中,活性物質(zhì)與聚合物粘合劑、接觸添加劑和溶劑攪拌混合形成漿液;其中,NMP (n-甲基吡咯酮)是這一階段使用的溶劑之一,它是可燃的,有爆炸危險。

 

客戶需要在該點安裝涉及安全應(yīng)用的分析儀,且是滿足SIL2 要求的分析儀,需要操作簡單,維護量少;更重要的是,分析儀必須在有飽和過程氣體存在的條件下快速響應(yīng)測量

 

梅特勒托利多提供的解決方案是氧氣 GPro500-20cm反吹探頭,帶聚四氟乙烯(疏水材料)過濾組件,和一個適配于標準吹掃探頭的吹掃氣優(yōu)化噴嘴。

 

該解決方案將確保在潮濕條件下具有良好的性能,且不需要經(jīng)常維護。此外,由于添加過濾組件會導致更長的響應(yīng)時間,GPro500的設(shè)計可以實現(xiàn)過濾組件快速拆裝,可以在需要的時候,取出過濾組件,安裝吹掃氣優(yōu)化噴嘴,從而恢復標準吹掃模式,滿足快速響應(yīng)。

 

GPro500 激光氣體分析儀測量性能*、維護量小,維護成本低,性能特點有:

 

  • 可調(diào)諧二極管激光氣體分析,抗粉塵、水汽干擾;

  • 高分辨率吸收光譜技術(shù),抗背景氣干擾能力強;

  • 響應(yīng)時間短,<2S;

  • 適應(yīng)惡劣過程環(huán)境;高溫、高壓、高腐蝕性環(huán)境,溫度最高250℃(600℃可選),壓力0.1-10Bar(abs);

  • 低維護量,無易損易耗件,核心器件壽命長,如激光器壽命長達10年;

  • 可在危險環(huán)境連續(xù)工作,探頭可在0區(qū),電氣元器件可在1區(qū)工作;

  • 維護、標定周期長。驗證周期>1年;

  • 運行成本低:可調(diào)諧二極管激光原理,無需消耗標準氣;隔爆設(shè)計,無需正壓防爆吹掃氣;

  • 高適應(yīng)性,確保測量結(jié)果的高可靠性,自動溫度、壓力補償。

 

GPro500 激光氣體分析儀,可以實時、快速、準確測量過程氣體中的氧含量,高粉塵惡劣工況條件,非接觸式測量,且無易損易耗件,可以實現(xiàn)低運行及維護成本,降低客戶的總擁有成本。


工業(yè)稱重


在鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,稱重的應(yīng)用場景非常多,主要包含4個:

 

  01正負極材料的粉料配料以及電池制造中漿料配料工藝。在這里無論是采用數(shù)字式稱重模塊還是數(shù)字平臺秤,梅特勒托利多的數(shù)字式稱重配料解決方案能夠幫助客戶實現(xiàn)高精確性、高可靠性的稱量稱重,最大限度地減少物料浪費并提高批次配料量,且設(shè)備附件(設(shè)備涂層、螺栓螺母、電纜)滿足鋰電企業(yè)金屬異物防控方面的要求。

 

  02電解液人工配料工藝。鋰鹽是電解液配料工藝的核心物料,通常采用人工投料方式完成,梅特勒托利多手工配料解決方案能夠有效避免人為操作錯誤帶來的巨大經(jīng)濟損失風險,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提升生產(chǎn)透明度,配方實時同步,實現(xiàn)可追溯的電子記錄,特別是設(shè)備改造實施快捷,即裝即用,人工操作簡單。

 

  03電池組整體以及產(chǎn)品包裝重量檢測。PBK/PFK工業(yè)型高精度平臺秤采用全新的電磁力補償技術(shù),從0.6kg一直到3000kg,都可以帶來30,000e的準確度選擇(其中0.6kg可以選擇60,000e),其秤臺結(jié)構(gòu)非常適合各種具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境,幫助鋰電行業(yè)更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。

 

  04電池注液以及注膠封裝工藝。梅特勒托利多高精度稱重模塊結(jié)構(gòu)緊湊,最高精度可達0.1mg,最窄尺寸可達到25mm,并同時能快速且穩(wěn)定的稱重,提高生產(chǎn)效率。更重要的是,該解決方案還具備可集成性,方便企業(yè)安裝。

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粉體包裝解決方案

 

垂直螺旋包裝秤是梅特勒托利多專為粉體物料包裝處理所研發(fā)出來的新一代包裝秤,采用垂直螺旋輸送,最大限度地控制現(xiàn)場粉塵,保護現(xiàn)場人員身體健康,降低物料損耗,具有計量精度高、粉塵控制好、脫氣包裝、長期穩(wěn)定性好、可靠性高的特點,能有效應(yīng)對鋰電池行業(yè)粉體物料的包裝需求,并按用戶不同的現(xiàn)場要求和使用習慣提供多種規(guī)格和型號。

 

  • 袋底喂料降低物料落差,減少揚塵,降低物料損耗;

  • 納米微孔管負壓脫氣,減少物料蓬松度及分離度,抑制粉塵飛揚;

  • 根據(jù)部件與物料的接觸程度,提供不同接觸物料部件的防異物措施;

  • 配備專用儀表和數(shù)字式高精度稱重傳感器,靜態(tài)精度最高可達10000e;

  • 螺旋進料由變頻/伺服控制,可實現(xiàn)多級進料;

  • 配置均壓料倉,稱重模塊進行料位計量,確保倉壓穩(wěn)定,螺桿填充率一致;

  • 圖形化人機界面,簡單易用,配合自動/手動切換、自鎖、多級用戶權(quán)限管理,實現(xiàn)現(xiàn)場的安全作業(yè)。

 

 

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