Линия по производству искусственного графитового анода с предварительной карбонизацией

В связи с быстрым ростом популярности транспортных средств на новых источниках энергии и других видов транспорта литиевые аккумуляторы в настоящее время находят широкое применение. Являясь ключевым компонентом литиевых аккумуляторов, анодные материалы требуют точного синтеза и стабильного качества. Анодные материалы для литиевых аккумуляторов представляют собой порошки на углеродной основе. Поскольку их частицы имеют нерегулярную форму, шероховатые поверхности могут способствовать износу аккумулятора во время заряда и разряда. Для повышения качества батарей и продления срока их службы частицы углерода обычно преобразуют в относительно правильные шарики путем нанесения на них слоя смолы и последующего прокаливания в печи, в результате чего смола обугливается. Поскольку анодные материалы подвержены окислению во время прокаливания, этот процесс, как правило, проводится в защитной азотной атмосфере.

На фоне стремительного роста рынка автомобилей на альтернативных источниках энергии и ускорения развития отрасли накопления энергии мировой спрос на литиевые батареи с более высокими эксплуатационными характеристиками продолжает расти. Процессы нанесения покрытий, грануляции и предварительной карбонизации анодных материалов в настоящее время сталкиваются с серьезными проблемами:

1. Традиционное серийное производство характеризуется низким уровнем интеграции технологических процессов, низкой эффективностью производства и высоким энергопотреблением на этапе прокаливания.
2. Дымовые газы, образующиеся при высокотемпературном прокаливании, содержат загрязняющие вещества, такие как смола. Эффективность традиционных методов очистки не превышает 70%, что создает значительную нагрузку на окружающую среду.
3. Колебания параметров от партии к партии снижают стабильность качества продукции и напрямую влияют на ключевые показатели материала, такие как удельная ёмкость и начальная кулоновская эффективность.

Для устранения производственных узких мест на этапах спекания и карбонизации анодных материалов из искусственного графита компания Longxin Smart, опираясь на свой обширный опыт в разработке оборудования для термических процессов, провела трехлетнюю целенаправленную научно-исследовательскую работу и выпустила инновационную систему непрерывного ротационного прокаливания в защитной атмосфере. Система решает проблему интеграции грануляции с нанесением покрытия и предварительной карбонизации, обеспечивая тройной прогресс в области качества, эффективности и экологических показателей. Благодаря технологии четырехзонного совмещенного регулирования температуры и модели оптимизации технологических параметров на основе интеллектуального управления система точно контролирует насыпную плотность и удельную поверхность анодных материалов, что значительно повышает стабильность и качество продукции.

Прорывы в области ключевых технологий

1. Четырёхзонная интеллектуальная система регулирования температуры

Система состоит из зоны предварительного нагрева, зоны нанесения покрытия, зоны карбонизации и зоны охлаждения.

• Инновационная муфта с регулировкой температуры позволяет точно контролировать процесс прокалки углеродного слоя с градиентной температурой.
• Модель оптимизации технологических параметров на основе искусственного интеллекта обеспечивает точное регулирование показателей качества карбонизации, таких как удельная поверхность, насыпная плотность и содержание летучих веществ, что позволяет значительно повысить стабильность и качество продукции.

2. Интеграция процессов: преодоление ограничений, связанных с эффективностью и качеством

В ходе более чем 1 000 часов технологических испытаний техническая команда компании Longxin Smart проанализировала, как такие параметры, как гранулометрический состав гранул, соотношение добавления покрывающего вещества и профиль температуры карбонизации, влияют на эксплуатационные характеристики материала. На основе полученных результатов компания разработала инновационный непрерывный технологический процесс, объединяющий грануляцию, нанесение покрытия и предварительную карбонизацию.

• Эффективное непрерывное производство: Время пребывания материала в установке точно регулируется, а производительность одной линии может достигать 1 т/ч, что способствует повышению доли годной продукции.
• Точный контроль производительности: Интеллектуальная система управления на базе ПЛК динамически оптимизирует температуру, концентрацию кислорода, скорость вращения и другие параметры, обеспечивая стабильное соблюдение таких ключевых показателей, как удельная поверхность, насыпная плотность и содержание летучих веществ, а также улучшая электрохимические характеристики анодных материалов.

3. Очистка дымовых газов: прочная основа для экологически чистого производства

Для решения проблемы загрязнения смолой, возникающей в результате применения традиционных технологических процессов, компания Longxin Smart разработала комплексную технологию очистки дымовых газов, сочетающую в себе многоступенчатую конденсацию, электростатическое улавливание и адсорбцию на активированном угле.

• Высокоэффективное удаление смолы: Трехступенчатый конденсатор быстро охлаждает дымовые газы с 600 °C до температуры ниже 80 °C, после чего высоковольтный электростатический осадитель улавливает смолу с эффективностью удаления более 95%.
• Сверхнизкий уровень выбросов: Адсорбционная колонна с активированным углем, установленная в конце технологической линии, помогает заказчикам выполнить требования, предъявляемые в рамках оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС).

4. Интеллектуальная и безопасная система охлаждения

• Технология бесконтактного охлаждения со спиральным потоком обеспечивает контролируемое охлаждение.
• Система защиты с циркуляцией азота обеспечивает поддержание температуры на выходе на уровне не более 80 °C.
• Конструкция системы охлаждения без попадания воды исключает риски для безопасности, связанные с традиционным распылительным охлаждением.

5. Энергосбережение и сокращение потребления энергии: рекуперация тепла по всей цепочке

Компания Longxin Smart применяет противоточный теплообмен для высокотемпературных дымовых газов, рекуперируя отработанное тепло из зоны предварительной карбонизации и используя его для нагрева участка грануляции. Это позволяет снизить общее энергопотребление. Герметичная конструкция печи и система азотной защиты дополнительно сокращают расход природного газа в процессе карбонизации и существенно снижают производственные затраты на тонну.

Опираясь на технологические инновации и модернизацию производства, компания Longxin Smart будет и впредь укреплять свой потенциал в области оборудования для производства анодных материалов и предоставлять мировой отрасли новых источников энергии более эффективные и экологичные интеллектуальные производственные решения. Мы приглашаем партнеров из отрасли посетить нашу производственную базу в провинции Цзянсу для ознакомления с производством на месте и совместного поиска новых путей технологических инноваций в сфере производства анодных материалов.