U proizvodnom lancu novih uređaja za pohranu energije kao što su litijum - ion i solijum-jonske baterije, priprema baterije je ključni korak u određivanju performansi konačnog proizvoda. Slaba baterije sastoji se od mješavine aktivnih materijala, provodljivih agenata, veziva i otapala u određenim razmjerima. Njegova ujednačena disperzija i pjena - besplatna svojstva direktno su povezana sa kvalitetom elektrode premaza. Prisutnost mjehurića u kašici može dovesti do oštećenja poput prstenika i prevlačenja u limu u elektrodama, smanjujući gustoću elektrode, utječući na punjenje baterije i život za praznjenje, pa čak i predstavljajući sigurnost. Tradicionalne metode za odvajanje, poput vakuumskog dekomacija i dodavanje hemijskih defoameričara, su neefikasne i energije - intenzivne, ili mogu uvesti nečistoće koje utječu na performanse baterije. Protiv ove pozadine, ultrazvučna tehnologija, sa velikom efikasnošću, ekološkom ljubaznošću i nultom sekundarnom zagađenju postala je inovativno rješenje za dekomiranje baterije.
II. Osnovni princip ultrazvučnog defoamiranja gnojive baterije
Ultrazvučna tehnologija za odvajanje koristi dvostruke efekte kavitacije i vibracionog prijenosa kako bi efikasno eliminirali mjehuriće u bateriji. Njegovi osnovni principi mogu se podijeliti u tri ključna procesa:
1. Efikasnost kavitacije: "Micro - eksplozija" mjehuriće uništavanje
Kada se ultrazvučni valovi (obično sa frekvencijom 20kHz - 1MHz) nanose na baterijski sistem pucanja, oni izrađuju periodične fluktuacije pritiska unutar pucnjeve - naizmjenično između kompresije i faza rijetkosti. Tokom faze rijetkosti, pritisak u gnoju naglo pada, formirajući veliki broj sitnih vakuumskih šupljina (kavitacijski mjehurići). Te kavitacije brzo apsorbiraju okolne mjehuriće (uključujući mikron - pa čak i nanometrijske - mjerene mjehuriće), uzrokujući da njihov volumen neprestano povećava. Nakon toga, tokom faze kompresije pritisak u gnoju brzo se diže. Pod pritiskom, kavitacijski mjehurići brzo ugovara i implodiraju, generirajući lokalizirani prolazni visoki pritisak (do hiljada atmosfere) i visoke temperature (do hiljada stepena Celzijusa), popraćene intenzivnim šok valovima i mikro - mlaznicama. Ova "mikro - eksplozija" - poput rupture procesa izravno razbija adsorbirane mjehuriće u izuzetno male nukleike mjehurića. Ove jezgre, bile su premale za održavanje stabilnosti, brzo se spojite sa okružnom muljkom ili pobjeći iz sistema, postizanje efekta dekomacije.
2. Prijenos vibracija: usmjerena migracija mjehurića i bijeg
Kada se ultrazvuk širi kroz gnojnu, također izaziva visoke vibracije frekvencije u molekulama i česticama unutar gnoji (frekvencija vibracija odgovara ultrazvučnom frekvenciji). Ova vibracija poremeti stabilnu ravnotežu mjehurića unutar gnojevine. Mjehurići prethodno pričvršćeni na površinu aktivnih materijalnih čestica ili "veže" viskoznosti gnorrije dobiva kinetičku energiju pod djelovanjem vibracija, bez ikakvih bodova i migrira prema površini sa pumpom. Nadalje, vibracija smanjuje lokalnu viskoznost gnoji, smanjenje otpornosti na migraciju mjehurića i ubrzavanje agregacije mjehurića i bijeg. Ova vibracija - pomagala migracijska efekta posebno je važna za visoku hitnu bateriju bez viskoznosti (kao što su litijum - ion baterija katoda od katode, koja obično imaju viskoznost od 1000 - 5000MPA · s). To može učinkovito riješiti problem mjehurića bijeg od visokog viskoznog glurki tokom tradicionalnog vakuumskog defoamiranja.
3. Sekundarna disperzija: Sprečavanje regeneracije mjehurića
Za razliku od kemijskih defoamerika, ultrazvučna tehnologija ne samo dekoami, već i sekundarni raspršuju čestice u gnoju. Ultrazvučni učinak vibracija i kavitacije razbijaju bilo koji aktivni materijal i provodni agentice u gnoju, stvarajući ujednačenu disperziju. Ova disperzija smanjuje "praznine" formirane aglomeracijom čestica. Ove praznine mogu lako zarobiti zrak i formirati nove mjehuriće. Ujednačena disperzija čestica ispunjava ove praznine, smanjujući verovatnoću srednje generacije mjehurića na izvoru. To postiže dvostruke efekte "defoaming + disperzije", daljnje poboljšanje kvaliteta gnojevine.
III. Osnovne prednosti ultrazvučne tehnologije za defoamiranje
U usporedbi s tradicionalnim metodama za deformiranje, ultrazvučna tehnologija pokazuje značajne tehničke prednosti u dekomiranju baterije, koje se mogu sažeti u sljedećim četiri tačke:
1. Visoka efikasnost za deformiranje i široki raspon aplikacija
Ultrazvučno defoaming ima kratkotrajno trajanje (obično jedno pojedino obradu traje samo nekoliko minuta do deset minuta zapisnike potrebne za vakuumsko defoamiranje) i može eliminirati sitne mjehuriće (uključujući nano - mjehuriće) koji su teški za uklanjanje s tradicionalnim metodama. Bilo da je to niska - viskoznost anoda (kao što je grafitna kamena za litijum - ionske baterije), visoka - viskoznost katoda, ili purria koji sadrže specijalizirane aktivne materijale poput tvrdog ugljika i pruske bijele za natrijum-jonske baterije, ultrazvučna tehnologija pruža efikasnu deformiranje. Primjenjivi purrijci se kreću od 100 do 10 000 MPa · s, koji pokrivaju sustave pucanja trenutnih mainstream baterija za skladištenje energije. 2. Zeleno i zagađenje - besplatno, osiguravajući performanse baterije
Ultrazvučno defoamiranje je fizičko defoamiranje metoda za koje ne zahtijeva sredstva za odvajanje kemikalija, u osnovi izbjegavajući negativan utjecaj ostataka sredstva za deformiranje na performanse baterije. Organske komponente u tradicionalnim hemijskim defoamerima mogu reagirati sa elektrodama aktivnim materijalima ili se razgrađuju tokom biciklizma za bateriju, proizvodnju gasova i dovodeći do degradacije kapaciteta. Ultrazvučna tehnologija, s druge strane, samo fizički razbija mjehuriće bez mijenjanja hemijskog sastava gnoji, čime se povećava elektrohemijsku i sigurnosne performanse baterije. Nadalje, ova tehnologija ne stvara otpadnu vodu ili ispušni plin, usklađujući s "zelenom proizvodnjom" razvojnom filozofijom nove energetske industrije.
3. Snažna kompatibilnost procesa i jednostavna integracija u proizvodne linije
Ultrazvučna oprema za odvajanje relativno je kompaktna i može se fleksibilno integrirati u postojeće proizvodne linije za pripremu baterije. Može se koristiti kao samostalna jedinica za deformiranje, instalirana između rezervoara za miješanje pucanja i stroja za oblaganje. Može se kombinovati i sa uređajem za miješanje da bi se formirao integrirani sistem "miješanja + ultrazvučnog defoamiranja", omogućavajući istovremeno pripremu i dekomacija. Nadalje, ultrazvučni parametri opreme (kao što su frekvencija, vrijeme obrade) mogu se precizno prilagoditi automatiziranim upravljačkim sustavom, omogućujući optimiziranje rafoamiranja na osnovu formulacije i karakteristika različitih siluzija, viskoznost i čvrstim sadržajima), a prilagođavanje zahtjevima za fleksibilnost proizvodne linije.
4. Smanjeni troškovi proizvodnje i poboljšana stabilnost proizvodnje
U pogledu dugih - termina operativnih troškova, ultrazvučno defoaming troši manje energije od vakuumskog defoamiranja (za koji zahtijeva kontinuirani visoki vakuum i uklanja puno energije) i eliminira troškove nabavke i dodavanja hemijskih defoamerika. Što se tiče stabilnosti proizvodnje, ultrazvučno defoaming nudi stabilan efekat odvajanja, manje pogođeni varijacijama serije i promjena u okolini temperature i vlažnosti. To smanjuje brzinu otpadaka elektrode uzrokovan nepotpunim defoamiranjem, poboljšavajući prinos i stabilnost proizvodne linije. Podaci o aplikacijama nekih proizvođača baterije pokazuju da je upotreba ultrazvučne tehnologije za odvajanje smanjila cijene za 30% za 30% - 50%, povećani život baterije (1C naplata i ispuštanje) za 10% - 15% za 8% - 12%.