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当ARO隔膜泵遇见电池行业,会碰撞出怎样的火花?

时间:2019-09-27

       从2014年以来,全球市场电动车销量高速增长,中国的新能源汽车行业也快速成长,走出了漂亮的增长弧线。工信部的数据显示,我国2018年新能源汽车总销量125.6万辆,同比增长61.7%,新能源汽车的电池装机量达到56.89GWh,同比增长56.88%。国家也正在不断出台各类政策来推广应用新能源汽车,结合十三五发展目标,到2020年电动汽车累计产销量达到500万辆,海外销售300万辆。

 

       而未来,电动汽车性能将向“更轻、更快、更远”发展,“更轻”意味着提高单位体积电池的能量密度,保证整车性能同时降低车身总重;“更快”意味着提高电驱系统功率、扭矩性能,以获得百公里加速性能提升;“更远”意味着提升动力电池电量、充电速率、整车传动效率实现更长续航目标。

动力电池是发展新能源汽车产业的重中之重,其范围包括目前新兴的锂离子动力电池,传统的蓄电池和镍氢电池。

 

       ARO隔膜泵也因其优异的性能及稳定的质量,在为动力电池的发展提供产品及技术支持。具体怎么用,我们就以锂离子电池和蓄电池为例为您讲解。

PART 01

锂离子电池

锂离子电池(Lithium-ion battery)是一种新兴的动力电池,常用来为电动汽车提供驱动力,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。随着技术的进步和性能的提升,以及电动汽车行业的高速发展,锂电池已成为发展新能源汽车产业的重要部分。锂电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大部分组成。在锂电池生产中,极片制作是基础、电芯制作是核心,电池组装关系到锂电池成品质量。锂电池制造大体可分为上中下游三道工序,涵盖电极制作的涂布搅拌阶段、电芯合成的卷绕注液阶段,以及化成封装的包装检测阶段。我们将整体制造过程分为原料制备和锂电池生产工艺来分别介绍。

原料制备工艺

锂电池生产前期需要进行原料制备。原料制备工艺包括了正/负极材料制备、电解液配比、隔膜制备,气动隔膜泵在其中的应用主要集中于正极材料制备和电解液配比。

正极材料约占电池制造成本的30%,是决定电池安全、性能、成本和寿命的关键材料,正极材料的技术和产业升级是当前关注重点。正极材料两大主流品类为三元锂电池和磷酸锂铁电池(LFP)。三元材料能量密度最高,需要优秀的电池管理系统,以特斯拉为代表;磷酸铁锂虽能量密度低,但安全性高,成本低,可循环充电次数高,在国内应用广泛,以比亚迪为代表。

正极材料的制备工艺涉及磷酸铁的干燥和烧结;研磨和筛分等主要工序,气动隔膜泵的机会便在于此。

电解液是电池正负极之间起传导作用的离子导体,由电解质锂盐、高纯度的有机溶剂和必要的添加剂等原料以一定的比例配成,其中锂盐的特性和质地尤为重要,对电池的充放电性能、寿命、温度适用范围都有着比较大的影响。

在此环节中,ARO隔膜泵可主要应用于分散剂(聚乙二醇)输送、溶剂输送和液体添加剂输送中。

锂电池生产工艺

锂电池生产工艺具体来讲包括混料、涂布/拉浆、卷绕、灌封、测试及输送等环节,ARO隔膜泵主要应用集中于正极配料、涂布拉浆以及最后的组装化成环节。

正极配料

正极配料需要将生产工艺上游的活性料、导电剂、粘接剂、分散剂等混合进行配料,具有较高的工艺要求。原料/辅料投加泵多半为间歇性操作、溶剂类多属易燃易爆品,适宜选择气动泵;其中的粘接剂多半为中低粘度,有较强的拉伸性能,适宜选择隔膜泵这类容积式泵;并且正极活性原料多半为粉体,袋装或桶装,采用封闭式的粉泵输送可降低粉料对环境的污染,同时提高效率,节约能耗。

ARO隔膜泵在此环节中可应用于原料/辅料投加泵,帮助溶剂、粘接剂等液体添加剂输送至混合釜;粉体上料,将粉体原料泵送至混合釜。

正负极涂布/拉浆

在正负极涂布/拉浆环节中,借助于涂布机/拉浆机,将混合后的正极/负极材料按设置的标准规格进行加工,最终完成正极/负极制片。由于用于涂布的混合浆液有一定温度,粘度2000~8000cps左右,需要低起泡输送,并需具有耐酸性,气动隔膜泵可很好地符合这些工艺要求,应用于浆料输送中,将混合后的正极/负极材料泵送至涂布机或暂存罐。

组装化成

电池生产中的组装化成需要将半成品的正负极制片与隔膜进行组装,注入电解液,并根据电池不同种类进行封装。组装化成阶段的电解液灌注量非常小,定量要求高;电解液的腐蚀性对接液部件的材质有一定要求;并且上料要求低起泡、避免产生过大剪切力。ARO隔膜泵在此最典型的应用是电解液上料。上料泵可用于配套与灌注机上,或单独作为工艺泵选购与产线上。

PART 02

蓄电池

蓄电池(即铅酸电池)是一种非常传统且被广泛应用的动力电池。本篇在此不再针对其生产过程做详细介绍。和锂电池生产工艺不同,蓄电池生产包括铅粉制造、板栅铸造、极板制造、极板化成等环节。ARO隔膜泵在蓄电池的生产中,可用于浓硫酸的稀释、配胶、加注环节,以及含酸废水输送、回收过程。

PART 03

污水处理

锂离子电池和蓄电池的生产过程中均会会产生重金属、酸液等污水,紧随其后的污水处理也是电池行业非常重要的一个环节。电池行业的废水处理与常规工业废水处理的工艺非常类似。基于其富含金属离子的污水特性,预处理工艺有混凝法和电解法两种。废水处理是ARO隔膜泵大展拳脚的地方,典型应用涉及污水处理多个环节,由于篇幅限制,本篇不再展开讲述,如有兴趣具体了解可以给小编留言哦!

典型应用

· 调节池废水输送

· 污水提升

· 加药(混凝法预处理)

· 浓缩机给料

· 压滤机给料

· MBR膜处理酸洗

· Conclusion

全球市场电动汽车销量高速增长,同时中国电动汽车的产业链日益完整,拥有全世界最大的市场,销量全球领先。而动力电池成本占新能源汽车总成本40%,动力电池已成为发展新能源汽车产业的重中之重。

ARO的气动隔膜泵凭其高耐磨蚀性、耐腐蚀性、低材料剪切力等特性,在锂电池原料制备、生产组装、蓄电池生产、污水处理等环节都有应用,大大提高了行业的生产效率。