લિથિયમ-આયન બેટરી કેથોડ મટિરિયલ્સ માટે ડ્રાયર અને મિક્સર માટે S&L ની વ્યાપક માર્ગદર્શિકા

અમારા પાછલા લેખમાં, અમે લિથિયમ-આયન બેટરી માટે એનોડ સામગ્રી સાથે સંકળાયેલા ઉપકરણોમાં ઊંડાણપૂર્વક અભ્યાસ કર્યો હતો. આજે, અમે કેથોડ સામગ્રીના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા આવશ્યક ઉપકરણો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીએ છીએ, જે લિથિયમ-આયન બેટરીનો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે જે નવી ઉર્જા વાહનોને શક્તિ આપે છે.

કેથોડ મટિરિયલ્સ: લિથિયમ-આયન બેટરીનું હૃદય

લિથિયમ-આયન બેટરીમાં કેથોડ સામગ્રી મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, જે નવા ઉર્જા વાહનો માટે પાવર સ્ત્રોતનો મુખ્ય ભાગ બનાવે છે. મુખ્યત્વે ત્રણ પ્રકારના કેથોડ સામગ્રી છે: લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP), લિથિયમ મેંગેનેટ (LMO), અને ટર્નરી લિથિયમ બેટરી.

LFP, કેથોડ સામગ્રી તરીકે, લાંબા ચક્ર જીવન, ઉત્તમ સલામતી પ્રદર્શન અને પ્રમાણમાં ઓછા ઉત્પાદન ખર્ચ જેવા ઘણા ફાયદા ધરાવે છે. જો કે, તેમાં ઓછી ઉર્જા ઘનતાનો ગેરલાભ છે. બીજી બાજુ, ટર્નરી લિથિયમ બેટરીઓ નિકલ-કોબાલ્ટ-એલ્યુમિનિયમ (NCA) અથવા નિકલ-કોબાલ્ટ-મેંગેનીઝ (NCM) ના ચોક્કસ પ્રમાણથી બનેલી હોય છે. તેમની ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતાને કારણે, તેઓ મોટાભાગના નવા ઉર્જા વાહનો માટે પસંદગીની પસંદગી બની ગયા છે, જેમાં લગભગ 60% કાર તેમાં સજ્જ છે. 2018 ના અંત સુધીમાં, ચાઇનીઝ મોનોલિથિક સેલ્સની ઉર્જા ઘનતા 265Wh/kg સુધી પહોંચી ગઈ હતી. 2019 માં, CATL એ 811 ટર્નરી લિથિયમ બેટરીઓ લોન્ચ કરી, 304Wh/kg સુધીની પ્રભાવશાળી ઉર્જા ઘનતા પ્રાપ્ત કરી. આ ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતાએ મુખ્ય પ્રવાહના ઇલેક્ટ્રિક વાહનોને 400 કિમીથી વધુ માઇલેજ પ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ બનાવ્યા છે, અને કેટલાક મોડેલો 500 કિમી સુધી પણ પહોંચી શકે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક વાહન વપરાશકર્તાઓની રેન્જ ચિંતાને અસરકારક રીતે દૂર કરે છે.

કેથોડ મટિરિયલ ઇન્ડસ્ટ્રી ચેઇન

કેથોડ મટિરિયલ ઉદ્યોગ શૃંખલાના ઉપરના ભાગમાં લિથિયમ, કોબાલ્ટ અને નિકલ જેવા ખનિજ કાચા માલનો સમાવેશ થાય છે, તેમજ અન્ય સંબંધિત ખનિજોનો સમાવેશ થાય છે. આ કાચા માલને વાહક એજન્ટો અને બાઈન્ડર સાથે જોડીને પૂર્વગામી ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. ચોક્કસ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા દ્વારા, આ પૂર્વગામીઓને વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય કેથોડ સામગ્રીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. નીચે એક વિગતવાર માળખાકીય આકૃતિ છે જે સમગ્ર કેથોડ મટિરિયલ ઉદ્યોગ શૃંખલાને દર્શાવે છે.

સામાન્ય તૈયારી પદ્ધતિઓ

સોલિડ ફેઝ સિન્થેસિસ

આ પદ્ધતિમાં સામાન્ય રીતે લિથિયમ ક્ષાર જેમ કે લિથિયમ કાર્બોનેટને કોબાલ્ટ અથવા નિકલ સંયોજનો સાથે પીસવાનો અને મિશ્રિત કરવાનો સમાવેશ થાય છે. ત્યારબાદ, મિશ્રણ સિન્ટરિંગ પ્રતિક્રિયા તબક્કામાં આગળ વધે છે. જ્યારે તે પ્રમાણમાં સરળ છે અને કાચો માલ સરળતાથી સુલભ છે, જેના કારણે તે લિથિયમ બેટરીના પ્રારંભિક વિકાસમાં લોકપ્રિય બન્યો હતો, તેની ચોક્કસ મર્યાદાઓ છે. આમાં મર્યાદિત ક્ષમતા, નબળી મિશ્રણ એકરૂપતા અને સ્થિરતા અને બેચ વચ્ચે અસંગત ગુણવત્તાનો સમાવેશ થાય છે.

જટિલ પદ્ધતિ

આ અભિગમમાં, લિથિયમ આયનો, કોબાલ્ટ અથવા વેનેડિયમ આયનો ધરાવતા જટિલ પુરોગામી તૈયાર કરવા માટે કાર્બનિક સંકુલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ સિન્ટરિંગ પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે. આ પદ્ધતિના ફાયદાઓમાં વધુ સારી મિશ્રણ અસર, વધેલી એકરૂપતા અને સ્થિરતા અને ઘન તબક્કા પદ્ધતિની તુલનામાં ઉચ્ચ ક્ષમતાનો સમાવેશ થાય છે.

સોલ-જેલ પદ્ધતિ

૧૯૭૦ ના દાયકામાં વિકસિત અલ્ટ્રાફાઇન કણો તૈયાર કરવાની પદ્ધતિમાંથી ઉદ્ભવેલી, સોલ-જેલ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કેથોડ સામગ્રી બનાવવા માટે થાય છે. જટિલ પદ્ધતિના ફાયદાઓ ઉપરાંત, તે તૈયાર ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે. પરિણામે, તે સ્થાનિક અને આંતરરાષ્ટ્રીય સ્તરે ઝડપી વિકાસનો અનુભવ કરી રહ્યું છે.

આયન વિનિમય પદ્ધતિ

આયન વિનિમય પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરાયેલ LiMnO2 270mA•h/g ની ઉલટાવી શકાય તેવી ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા દર્શાવે છે, જે તેના સ્થિર ઇલેક્ટ્રોડ પ્રદર્શન અને ઉચ્ચ ક્ષમતાને કારણે સંશોધન રસનું એક નવું ક્ષેત્ર બનાવે છે. જો કે, પુનઃસ્થાપન અને બાષ્પીભવન જેવા સમય માંગી લેનારા અને ઊર્જા-સઘન પગલાંને કારણે તેનો વ્યવહારુ અમલીકરણ હાલમાં પડકારજનક છે.

ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

નીચેનો ચાર્ટ કેથોડ સામગ્રી માટે એક લાક્ષણિક ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દર્શાવે છે. S&L પ્રથમ સિન્ટરિંગ પહેલાં સ્ટેજ માટે મિશ્રણ સાધનો, ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટ માટે ડિફરન્સ બેચ મિક્સર્સ અને ઉચ્ચ નિકલ કેથોડ સામગ્રીના ઉત્પાદન દરમિયાન પ્લો પેડલ ડ્રાયર્સ પૂરા પાડીને મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

સાધનોની પસંદગી

હળ મિક્સર -LDH શ્રેણી

લિથિયમ બેટરી સામગ્રી, ખાસ કરીને ટર્નરી પ્રિકર્સર્સના મિશ્રણ માટે પ્લો મિક્સર એક અનિવાર્ય પસંદગી છે. તેમાં એક નળાકાર બોડી, પ્લો એજીટેટર, ચોપર એસેમ્બલી, ડ્રાઇવ સિસ્ટમ અને ડિસ્ચાર્જ વાલ્વનો સમાવેશ થાય છે. ગઠ્ઠાઓને તોડી નાખતા હાઇ-સ્પીડ ચોપર્સની મદદથી, સામગ્રી હાઇ-સ્પીડ મિશ્રણ દરમિયાન કેન્દ્રત્યાગી સંવહન ચળવળમાંથી પસાર થાય છે, ટૂંકા ગાળામાં ઉત્તમ મિશ્રણ એકરૂપતા પ્રાપ્ત કરે છે.

ફાયદા:

ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા: મિશ્રણનો ઓછો સમય ઉત્પાદકતામાં વધારો સુનિશ્ચિત કરે છે.

સરળ જાળવણી: સફાઈ અને જાળવણી માટે અનુકૂળ.

વિશિષ્ટ ડિઝાઇન: લિથિયમ બેટરીના ઉપયોગ માટે તૈયાર કરાયેલ હાઇ-સ્પીડ હેલિકોપ્ટર.

આઇસોલેશન: ધાતુના આયનોથી લિથિયમ બેટરી સામગ્રીને અલગ કરવા માટે વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક સિરામિક પ્લો અથવા ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ કોટિંગ.

ટકાઉપણું: વધુ અલગતા માટે મિક્સર બોડીની અંદર સિરામિક લાઇનિંગ સાથે ઘસારો-પ્રતિરોધક વાસણ.

સીલિંગ: મુખ્ય શાફ્ટ અને ચોપર્સ માટે ખાસ સીલ જે ​​ખાસ કરીને લિથિયમ બેટરી ઉદ્યોગ માટે રચાયેલ છે.

કસ્ટમાઇઝેશન: લિથિયમ બેટરી ઉદ્યોગ માટે કસ્ટમાઇઝ્ડ ડિસ્ચાર્જ વાલ્વ વિકલ્પો ઉપલબ્ધ છે.

પ્લો પેડલ ડ્રાયર-LPH શ્રેણી

ઉચ્ચ નિકલ ઉત્પાદનોના ઉત્પાદનમાં સૂકવણી પ્રક્રિયા મહત્વપૂર્ણ છે. મૂળ પ્લો મિક્સરમાં હીટિંગ જેકેટ, વેક્યુમ ડિઝાઇન અને ડસ્ટ ફિલ્ટર ઉમેરીને, ભીનું મટિરિયલ સિલિન્ડર દિવાલ સાથે સંવહન મિશ્રણ બનાવી શકે છે, જે ચોક્કસ સમયમર્યાદામાં એકસમાન ગરમી સુનિશ્ચિત કરે છે. મિક્સર બોડી વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક ટાઇટેનિયમ સામગ્રીથી બનેલી છે, જે કાટ-પ્રતિરોધક પણ છે, જે ઉત્પાદનની ગુણવત્તાની ખાતરી આપે છે. તે પરિપક્વ બ્લોબેક ફિલ્ટરથી પણ સજ્જ થઈ શકે છે.

રિબન મિક્સર- WLDH શ્રેણી

અંતિમ ઉત્પાદનમાં બેચ મિક્સિંગ તફાવતોને ઘટાડવા માટે હોરિઝોન્ટલ રિબન મિક્સરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ખાસ U-આકારની બોડી, રિબન મિક્સિંગ તત્વો, ડ્રાઇવિંગ સિસ્ટમ અને ડિસ્ચાર્જ વાલ્વનો સમાવેશ કરીને, બાહ્ય રિબન બે છેડાથી સામગ્રીને કેન્દ્ર તરફ ધકેલે છે, જ્યારે આંતરિક રિબન સામગ્રીને મધ્યથી બે છેડા તરફ ખસેડે છે. આ એક સંવહન ચળવળ બનાવે છે જે સંપૂર્ણ મિશ્રણ એકરૂપતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

ફાયદા:

સૌમ્ય મિશ્રણ: સામગ્રીના ભૌતિક ગુણધર્મોને નુકસાન અટકાવવા માટે નરમ મિશ્રણ.

માળખાકીય વિકલ્પો: મિક્સર બોડી સ્ટ્રક્ચર માટે બહુવિધ વિકલ્પો, જેમાં U-આકારના, ટીપાં અને સિલિન્ડર આકારનો સમાવેશ થાય છે.

આયન આઇસોલેશન: મેટલ આયનોથી લિથિયમ બેટરી સામગ્રીને અલગ કરવા માટે ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ કોટિંગ સાથે ડબલ રિબન.

લીકેજ નિવારણ: સામગ્રીના લીકેજને રોકવા માટે રચાયેલ ખાસ મુખ્ય શાફ્ટ સીલ.

વપરાશકર્તા કેસ

2018 થી, S&L ગ્રુપ SHANSHAN ટેકનોલોજી સાથે ગાઢ સહયોગમાં છે, જે GBF રિએક્ટર, હોરિઝોન્ટલ રિબન મિક્સર WLDH અને પ્લો મિક્સર LDH સહિત એનોડ અને કેથોડ બંને સામગ્રી માટે સતત સાધનો પૂરા પાડે છે. આ ભાગીદારી દ્વારા, S&L એ લિથિયમ બેટરી કેથોડ્સ માટે મિશ્રણ ઉકેલોનો એક વ્યાપક સમૂહ વિકસાવ્યો છે, જેમ કે મિક્સર બોડીનું સિરામિક લાઇનિંગ, એજીટેટરનું ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ કોટિંગ, મુખ્ય શાફ્ટનું યાંત્રિક સીલ અને વ્યાવસાયિક ડ્રાઇવ સિસ્ટમ ડિઝાઇન.

ભવિષ્ય તરફ નજર

ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા અને કાર્યક્ષમ મિશ્રણ સાધનો સાથે લિથિયમ બેટરી ઉદ્યોગમાં Umicore, LG, SK, Ronbay, Shanshan, Changyuan LICO અને અન્ય ઉદ્યોગોના અગ્રણીઓને વર્ષો સુધી સેવા આપ્યા પછી, S&L એ અસંખ્ય પડકારોને સફળતાપૂર્વક પાર કર્યા છે. પરિણામે, તેણે લિથિયમ બેટરી કાચા માલના ઉત્પાદનમાં સામેલ મુખ્ય ટેકનોલોજી અને સામગ્રી લાક્ષણિકતાઓનું ઊંડાણપૂર્વક જ્ઞાન પ્રાપ્ત કર્યું છે, જે વિકસતા લિથિયમ બેટરી બજારમાં સતત સફળતા માટે પોતાને સ્થાન આપે છે.