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江阴华西节能技术有限公司

自主研发的ZJ型三叶罗茨真空泵、ZJQ型三叶气冷罗茨真空泵、RP型三叶罗茨粗真空泵、...

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企业新闻
三叶气冷式罗茨真空机组应用于锂电池烘烤工艺上的可行性报告
发布时间:2017-07-07        浏览次数:746        返回列表
 一、 锂电池的发展

中国目前是世界上第二大CO2排放国,而且呈现上涨的趋势,有预测中国在多年以后会成为世界第一大CO2排放国,因此,中国面临着越来越大的碳减排压力。从OICA的统计数据来看,汽车尾气排放已占据CO2排放总量的16%,因此,推广使用清洁能源汽车,是势在必行的一项重大举措。

图1

电池是目前新能源汽车技术和成本上最大的瓶颈,同时也是新能源汽车产业链中利润最丰厚的一环,而且丰厚利润将长期维持。动力电池行业从无到有,市场容量从目前的十几亿到2018年的约325亿,未来几年是快速的增长,巨大的增长空间将使整个产业链受益。

国内已经有完整的锂电池产业链,比亚迪、比克等已居全球锂电池行业前列,且在动力电池关键的电池组成领域并不落后国外厂商(比亚迪全球第一个推出商用插电式混合动力汽车F3DM,天津力神将与迈尔期合作生产动力电池),产业业整体的规模和技术竞争力并不明显落后于国外。

图2   全球主要锂离子电池企业的投产和生产能力

图3    国内磷酸铁锂电池生产企业

二、 锂电池的生产工艺流程

锂电池的生产流程如下:

图4

其中,在配料方面需要用到真空,主要目的是将各种电池材料均匀的搅拌成浆状。

在注液时,也需要在真空环境下完成,以保证高精度的流水化将电解液注入到电池包装材料内。

再者,就是烘烤时需要达到一定真空。

三、 三叶气冷罗茨真空机组的应用

三叶气冷罗茨真空机组主要应用于电池的烘烤干燥工艺上,在此工艺段上要求的工作真空度较高,一般都在5kpa~7kpa之间。同时,在干燥过程中,容易产生腐蚀性物质,真空度容易产生波动,波动值通常在5kpa~10kpa之间较多,这就对罗茨泵的要求变得越来越高。

在此工作真空区段,普通罗茨真空泵不能使用,主要是由于普通罗茨真空泵的最大承受压差为≤10kpa,如果使用,会造成普通罗茨真空泵过热过载。三叶气冷式罗茨真空泵能承受最大压差为85Kpa,同时,能够承受高压缩比,真空波动对三叶气冷式罗茨泵的影响不大。

本项目主要使用的真空机组是三叶气冷式全罗茨真空机组,即真空机组中各泵均由三叶气冷式罗茨泵组成。三叶气冷式罗茨真空泵是属于一种干式容积式真空泵,无“三废”产生,对环保不造成影响,同时,机组采用变频调节,相比于传统老式液环真空机组或往复式真空机组更加节能。

四、 三叶气冷式罗茨真空泵在此工艺上的使用优势

锂电池行业以前使用的真空机组多为液环真空机组或往复式真空机组,这三种真空机组的特点如下表:


表1 三种真空机组的特点比较

优         良       差          受影响  R    不受影响 Q

三叶气冷式罗茨真空泵是由两只△型三叶转子作同步反向旋转,转子与转子之间、转子与泵腔之间均有一定的间隙,其是互不接触,因此没有摩擦,后期的维修率非常低,除了更换密封等易损件外,不需要大修。液环真空泵叶轮与泵腔采用316材质,但仍不能耐锂电池的液体,时间不长就会产生腐蚀,维修更换频率高。往复真空泵是由活塞在气缸内作往复式运行产生吸排气,活塞与气缸之间有摩擦,活塞容易磨损。同时,吸排气口的阀片始终处于往复开关状态,极易损坏,十字头做的是曲柄连杆式运动,时间一长就得损坏,更换频率高。

 

电池液中容易产生Cl-离子,一般的材质很难耐得住腐蚀,即使是316、316L也易腐蚀。因此,液环真空泵的叶轮极易腐蚀损坏。往复式真空泵虽然可以做防腐蚀处理,但由于活塞与气缸是有摩擦的,因此,能承受腐蚀的时间也较短,一旦防腐层被损坏,那么腐蚀就会非常严重。三叶气冷式罗茨真空泵各部件间均有一定间隙,互相不接触,且所有与气体接触的地方均采用渗0.03mm的镍磷合金或哈氏合金防腐涂层。能够承受Cl-离子的腐蚀,使用寿命大大提高。

五、 能源消耗

三种真空机组的能源消耗见表2

表2  能耗数据

六、 结论

综上所述,三叶气冷式罗茨真空机组在锂电池烘烤工艺上是一种非常节能稳定的机组,其优越的稳定性能、能源消耗、环保优势能够充分保证该行业的健康高效地发展。在能源紧张、环保要求高的今天,三叶气冷式罗茨真空机组无疑是最好的选择。

技术咨询联系人:蒯永中