Hexafluorophosphate de lithium (LiPF6) est depuis longtemps le principal sel de lithium utilisé comme électrolyte dans les batteries lithium-ion disponibles dans le commerce. À mesure que le secteur des énergies nouvelles continue de se développer, la demande en LiPF6 devrait poursuivre sa croissance. Parallèlement, le marché est confronté à une augmentation des capacités de production, à une concurrence de plus en plus vive et à une pression croissante sur la rentabilité et les parts de marché.
Ces dernières années, le LiPF6 Le marché a attiré de nombreux nouveaux acteurs, ce qui a encore intensifié la concurrence. La concentration du marché reste relativement élevée, les entreprises leaders bénéficiant d’avantages en termes d’échelle, de technologie et de ressources clients, tandis que des petites et moyennes entreprises continuent d’apparaître. À mesure que les capacités de production sont libérées, une situation de marché où l’offre dépasse la demande pourrait persister, rendant la concurrence sur les prix de plus en plus intense. Cela devrait affecter dans une certaine mesure la rentabilité et les parts de marché des entreprises.
À mesure que les politiques environnementales se durcissent, LiPF6 Les fabricants sont confrontés à des exigences environnementales de plus en plus strictes. LiPF6 La production génère des eaux usées, des gaz résiduaires, des déchets solides et d'autres polluants, ce qui nécessite des investissements importants dans les technologies et les installations de traitement afin de respecter la réglementation environnementale. Ces exigences augmentent les coûts de production et peuvent affecter la rentabilité.
Procédé actuel de filtration et de séchage de l'hexafluorophosphate de lithium
LiPF6 se décompose au contact de l'air ou sous l'effet de la chaleur. À l'air libre, la vapeur d'eau peut provoquer une décomposition rapide, entraînant le dégagement de PF3 et en dégageant des fumées blanches. À 70 °C, une hydrolyse peut se produire, générant du fluorure de lithium, de l'acide fluorhydrique et du pentafluorure de phosphore.
À basse température, le fluorure d'hydrogène anhydre (AHF) doit être éliminé efficacement du LiPF6 afin de garantir la qualité du produit. La teneur résiduelle en AHF doit être ramenée en dessous de la limite spécifiée tout en préservant la stabilité chimique du LiPF6 et empêcher la décomposition ou d'autres réactions chimiques indésirables.
(1) Équipements de séchage
On utilise une cuve de séchage sous vide spécialisée, capable d'effectuer un séchage à basse température. Cet équipement nécessite un contrôle précis de la température, avec une précision de ±1 °C, ainsi qu'une régulation fiable du vide, avec des niveaux de vide pouvant descendre jusqu'à 10−3 Pa ou moins ; et des performances de fonctionnement stables. Les matériaux de construction doivent être résistants à la corrosion, tels qu'un revêtement en PTFE ou de l'Hastelloy, afin d'empêcher la corrosion par le fluorure d'hydrogène anhydre.
(2) Équipements auxiliaires
Le système est équipé d'une pompe à vide, d'un système de circulation de gaz, d'un capteur de température, d'un capteur de pression, d'un capteur d'humidité et d'autres instruments. La pompe à vide maintient l'environnement sous vide pendant le séchage. Le système de circulation de gaz permet d'évacuer le gaz AHF et d'améliorer l'uniformité de l'environnement de séchage. Les capteurs assurent une surveillance en temps réel et fournissent des informations sur les principaux paramètres du processus.
(3) Matériaux d'emballage
Des sachets en feuille d'aluminium à haute barrière ou des récipients hermétiques revêtus de PTFE sont préparés pour le conditionnement du LiPF séché.6. Ces matériaux permettent d'empêcher le produit d'absorber l'humidité ou de réabsorber l'AHF lors du conditionnement.
(4) Équipements de protection individuelle et de secours
Les équipements de protection individuelle comprennent des gants résistants à la corrosion, des visières de protection et des vêtements de protection. Il convient également de prévoir du matériel et des équipements d'urgence destinés à faire face aux fuites d'AHF, notamment des agents neutralisants tels que l'eau de chaux et des matériaux adsorbants.
Les défis liés aux procédés actuels de filtration et de séchage
(1) Les procédés de purification classiques nécessitent des filtres, des broyeurs, des séchoirs et des équipements auxiliaires distincts. Cela entraîne des coûts d'investissement élevés et un encombrement important des installations.
(2) Le processus comporte de nombreuses étapes et fait intervenir plusieurs équipements. Bien que chaque équipement puisse être simple sur le plan structurel, son fonctionnement est complexe et nécessite beaucoup de main-d'œuvre.
(3) Le système peut ne pas fonctionner de manière totalement fiable et nécessite un effort manuel considérable. La longueur des cycles de production, la forte consommation d'énergie et le faible rendement peuvent également nuire à la qualité des produits.
(4) Le transfert des matériaux est difficile et exigeant en main-d'œuvre, et peut également entraîner des pertes et du gaspillage de matériaux.
(5) Les transferts répétés de matières peuvent entraîner une contamination croisée et rendre difficile le respect des exigences en matière de traitement en milieu entièrement confiné.
(6) Les matières inflammables, explosives et hautement toxiques présentent des risques importants pour la sécurité.
Alors que les exigences environnementales deviennent de plus en plus strictes, le LiPF6 Les fabricants doivent accroître leurs investissements en faveur de l'environnement et adopter des procédés et des technologies plus respectueux de l'environnement afin de se conformer à la réglementation en vigueur. Pour répondre aux exigences croissantes en matière de performances des batteries, Jiangsu Longxin a mis au point un séchoir à basse température pour le LiPF6 électrolyte. Le système est conçu pour répondre aux exigences de plus en plus strictes en matière de LiPF6 pureté et performance, en aidant nos clients à faire progresser l'innovation et la modernisation de leurs produits, ainsi qu'à développer des produits haut de gamme qui répondent à la demande du marché.
Procédé intégré de filtration et de séchage pour l'électrolyte à base d'hexafluorophosphate de lithium
(1) Séparation solide-liquide (filtration)
Préparation : Préparer le LiPF6- contenir une suspension et vérifier que sa concentration et sa composition sont adaptées à la filtration.
Filtration : Introduire la suspension dans le LiPF intégré6 machine de filtration et de séchage. Une pression est exercée afin que le liquide passe à travers une toile filtrante ou un tamis, tandis que le LiPF6 les particules solides sont retenues, ce qui permet d'obtenir une séparation solide-liquide.
(2) Séchage primaire
Paramètres de séchage : Réglez la température de séchage, la durée, le niveau de vide (en cas de séchage sous vide) et les autres paramètres appropriés en fonction des caractéristiques du LiPF6 et les spécifications du produit. La température de séchage ne doit généralement pas être trop élevée, afin d'éviter toute décomposition ou autre réaction chimique. La durée de séchage doit être déterminée en fonction de la quantité de matière et des performances de l'équipement, de manière à ce que le LiPF6 est parfaitement sec.
Suivi des processus : Pendant le séchage, surveillez attentivement l'état de fonctionnement de l'équipement et l'état du LiPF6. Il est possible d'évaluer si le séchage est terminé en surveillant les variations de température et de niveau de vide, ainsi qu'en prélevant périodiquement des échantillons du produit afin d'analyser sa teneur en humidité et d'autres indicateurs.
(3) Séchage en profondeur
Lorsque des limites très strictes s'appliquent à la teneur en humidité du LiPF6, un séchage en profondeur peut s'avérer nécessaire. Pour ce faire, on peut recourir à une température de séchage plus élevée, à un niveau de vide plus important (pression absolue plus faible) ou à une durée de séchage plus longue. Les conditions de séchage doivent être soigneusement contrôlées afin d'éviter tout effet néfaste sur la qualité du produit.
(4) Refroidissement et conditionnement
Refroidissement : Après séchage, le LiPF6 doit être refroidi à température ambiante ou à une température proche de celle-ci. Le refroidissement peut s'effectuer naturellement à l'intérieur de l'installation de séchage, ou bien le produit peut être transféré vers une installation de refroidissement dédiée.
Conditionnement : LiPF refroidi6 doivent être conditionnés de manière à empêcher l'absorption de l'humidité atmosphérique et des impuretés. Les matériaux d'emballage doivent offrir une bonne étanchéité et une bonne barrière contre l'humidité, comme les sachets en plastique ou les sachets en papier d'aluminium. L'air doit être retiré de l'emballage dans la mesure du possible afin d'améliorer l'étanchéité de celui-ci.
Avantages du LiPF intégré6 Machine de filtration et de séchage pour l'électrolyte des batteries lithium-ion
(1) Amélioration de l'efficacité de la production
Fonctionnement intégré : En combinant la filtration et le séchage au sein d’une même machine, le système élimine les opérations de transfert, de chargement et de déchargement entre des équipements distincts, ce qui réduit considérablement la durée d’exploitation et les coûts de main-d’œuvre. Dans un procédé classique, la filtration s'effectue dans un filtre avant que le matériau ne soit transféré vers un séchoir pour y être séché. Ce processus peut prendre un temps considérable et entraîner des fuites et des pertes de matériau. Une machine intégrée réalise l'ensemble du processus, de la filtration au séchage, au sein d'une seule unité, améliorant ainsi la continuité et l'efficacité du procédé.
Filtration et séchage rapides : Les machines intégrant filtration et séchage utilisent généralement une technologie de filtration de pointe et des systèmes de séchage performants, ce qui permet au LiPF6 pour être filtré et séché dans un délai relativement court. Des médias filtrants et des structures spéciales permettent d'éliminer rapidement les impuretés et l'humidité du matériau. Un système de séchage optimisé permet également de sécher le matériau à une température plus basse, ce qui réduit les effets de la température élevée sur le LiPF6 performance.
(2) Assurance qualité des produits
Filtration de haute précision : Une filtration de haute précision permet d'éliminer efficacement les impuretés solides et les particules présentes dans le LiPF6, ce qui permet d'améliorer la pureté du produit. Dans les électrolytes des batteries au lithium, les impuretés peuvent affecter la conductivité de l'électrolyte et la stabilité des performances de la batterie, ce qui rend la filtration de haute précision essentielle à la qualité du produit. Le système de filtration d'une machine intégrée offre généralement une précision et une efficacité de filtration élevées afin de répondre aux exigences strictes du LiPF6 exigences de pureté des électrolytes des batteries au lithium.
Séchage homogène : Un chauffage et un séchage uniformes permettent d'éviter les surchauffes localisées et un séchage inégal. Ceci est important pour garantir la régularité du LiPF6 qualité, car un séchage non homogène peut entraîner des variations dans les performances du produit et nuire à la régularité et à la fiabilité des batteries au lithium. Les machines intégrées sont généralement équipées de systèmes de mélange et de transfert thermique efficaces qui permettent un mélange complet et un chauffage homogène pendant le séchage.
Réduction de la contamination et de l'oxydation : La machine intégrée fonctionne dans un environnement relativement confiné, ce qui réduit le contact entre le matériau et l'environnement extérieur et diminue le risque de contamination et d'oxydation du LiPF6. Dans la production d'électrolyte pour batteries au lithium, l'oxydation et la contamination du LiPF6 peut sérieusement nuire aux performances des électrolytes, ce qui rend indispensable la protection contre les facteurs externes pour garantir la qualité du produit.
(3) Efficacité énergétique et protection de l'environnement
Utilisation efficace de l'énergie : Comme la filtration et le séchage s'effectuent dans un même équipement, les pertes d'énergie liées au transfert entre des machines distinctes sont réduites, ce qui améliore l'efficacité énergétique. Les machines intégrées peuvent également recourir à des technologies d'économie d'énergie, telles que des systèmes de chauffage optimisés et la récupération de la chaleur résiduelle, afin de réduire encore davantage la consommation d'énergie. Par exemple, des systèmes intelligents de contrôle de la température peuvent ajuster automatiquement la puissance de chauffage en fonction de l'état de séchage du matériau, ce qui contribue à éviter le gaspillage d'énergie.
Réduction des émissions de solvants : Au cours des étapes de filtration et de séchage, une machine intégrée permet de récupérer et de traiter efficacement les solvants, ce qui réduit les émissions de solvants et la production de déchets. Dans la production d'électrolytes pour batteries au lithium, la récupération et le traitement des solvants organiques permettent à la fois de réduire les coûts de production et de limiter la pollution environnementale.
(4) Simplicité d'utilisation et faibles coûts d'entretien
Haut niveau d'automatisation : L'équipement comprend généralement un système de commande automatique de pointe, permettant aux opérateurs de mener à bien l'ensemble du processus de filtration et de séchage grâce à une configuration et une surveillance simples. Cela réduit les exigences techniques imposées aux opérateurs et diminue l'intensité du travail, tout en améliorant la sécurité et la stabilité de la production. Le système de commande peut surveiller en temps réel l'état de l'équipement, la température, la pression et d'autres paramètres, et ajuster et contrôler automatiquement le processus selon des programmes prédéfinis.
Entretien facile : La machine intégrée présente une structure relativement simple et un haut degré d'intégration, ce qui réduit le nombre de composants et de points de raccordement et diminue ainsi la complexité et le coût de la maintenance. La conception modulaire de certaines unités facilite encore davantage le démontage et la réparation, améliorant ainsi la facilité d'entretien.
