V proizvodni verigi novih naprav za shranjevanje energije, kot sta litij - ion in natrijeve - ionske baterije, je priprava kapljenja baterije ključni korak pri določanju zmogljivosti končnega izdelka. Plota baterije je sestavljena iz mešanice aktivnih materialov, prevodnih sredstev, veziva in topil v določenih razmerjih. Njegova enakomerna disperzija in pena - proste lastnosti so neposredno povezane s kakovostjo elektrode. Prisotnost mehurčkov v gnoji lahko privede do napak, kot so luknje in vrzeli prevleke v listih elektrod, kar zmanjšuje gostoto elektrod, kar vpliva na učinkovitost naboja in odvajanja baterije ter življenjsko dobo cikla ter celo predstavlja varnostna tveganja. Tradicionalne metode defona, kot so vakuumsko odganjanje in dodajanje kemičnih defoamerjev, so bodisi neučinkovite in energijske intenzivne, ali pa lahko uvajajo nečistoče, ki vplivajo na delovanje baterije. Na tej ozadju je ultrazvočna tehnologija z visoko učinkovitostjo, okoljsko prijaznostjo in nič sekundarnega onesnaženja postala inovativna rešitev za odpravljanje gnojevke baterije.
Ii. Ključno načelo ultrazvočnega odpravljanja blata baterije
Tehnologija ultrazvočnega debelega izkorišča dvojne učinke kavitacije in prenosa vibracij za učinkovito odpravljanje mehurčkov v blatu baterije. Njegova temeljna načela lahko razdelimo na tri ključne procese:
1. kavitacijski učinek: "mikro - eksplozija" uničenje mehurčkov
Kadar se ultrazvočni valovi (običajno s frekvenco 20kHz - 1MHz) nanesejo na sistem gnojevke baterije, proizvajajo periodična nihanja tlaka znotraj gnojevke - vztrajno med fazo stiskanja in redkosti. Med fazo redkostiranja se tlak v gnojilu močno spusti, kar tvori veliko število drobnih vakuumskih votlin (kavitacijski mehurčki). Ti kavitacijski mehurčki hitro absorbirajo okoliške mehurčke (vključno z mikronom - in celo nanometrskim mehurčkom), zaradi česar se njihova volumen nenehno povečuje. Kasneje se med fazo stiskanja tlak v kaluti hitro dvigne. Pod pritiskom se kavitacija hitro nakloni in imgludira, kar ustvarja lokalizirani prehodni visok tlak (do tisoč atmosfere) in visoke temperature (do tisoč stopinj Celzija), ki jih spremljajo intenzivni udarni valovi in mikro - Ta "mikro - eksplozija" - kot postopek rupture neposredno razbije adsorbirane mehurčke v izjemno majhna jedra iz mehurčkov. Ta jedra, ki so premajhna, da bi ohranila stabilnost, se hitro združijo z okoliško gnojno ali pobegnejo iz sistema, pri čemer dosežejo učinek odganjanja.
2. Prenos vibracij: usmerjena selitev mehurčkov in pobeg
Ko se ultrazvok širi skozi gnojenje, povzroči tudi visoke - frekvenčne vibracije v molekulah in delcih znotraj gnojevke (frekvenca vibracij se ujema z ultrazvočno frekvenco). Ta vibracija moti stabilno ravnovesje mehurčkov znotraj gnojevke. Mehurčki, ki so predhodno pritrjeni na površino aktivnih delcev materiala ali "vezani" z viskoznostjo gnoja, pridobijo kinetično energijo pod delovanjem vibracij, ki se brez pritrdilnih točk lomijo in selijo proti površini gnojev. Poleg tega vibracije zmanjšajo lokalno viskoznost gnojevke, zmanjša odpornost na migracijo mehurčkov in pospešuje združevanje in pobeg mehurčkov. Ta vibracija - Pomočni učinek migracije je še posebej pomemben za visoko - viskoznost baterijskih plošč (na primer litijeve - ionske baterijske katodne plošče, ki imajo običajno viskoznost 1000 - 5000MPA ・). Učinkovito lahko reši problem pobega iz mehurčkov iz visokih - viskoznosti med tradicionalnim debeliranjem vakuuma.
3. Sekundarna disperzija: preprečevanje regeneracije mehurčkov
Za razliko od kemijskih defoamerjev ultrazvočna tehnologija ne samo defona, ampak tudi sekundarna razprševanje delcev v gnoji. Ultrazvočni vibracijski in kavitacijski učinek razbijejo vse aktivne materiale in agregate prevodnih sredstev v gnoji, kar ustvarja bolj enakomerno disperzijo. Ta disperzija zmanjšuje "praznine", ki jih tvori aglomeracija delcev. Te praznine lahko zlahka lovijo zrak in tvorijo nove mehurčke. Enotna disperzija delcev napolni te praznine, kar zmanjšuje verjetnost nastajanja sekundarnih mehurčkov pri viru. To dosega dvojne učinke "debeliranja + disperzije", kar še izboljšuje kakovost gnojevke.
Iii. Ključne prednosti ultrazvočne tehnologije za debeliranje
V primerjavi s tradicionalnimi metodami debeliranja ima ultrazvočna tehnologija pomembne tehnične prednosti pri debeliranju gnojevke baterije, ki jih je mogoče povzeti v naslednjih štirih točkah:
1. Visoka učinkovitost odpravljanja in širok razpon aplikacij
Ultrazvočno debeliranje ima kratko (običajno eno samo obdelavo traja le nekaj minut do deset minut, kar je bistveno manj od več deset minut, potrebnih za deskanje vakuuma) in lahko odstrani drobne mehurčke (vključno z nano - velikosti mehurčkov), ki jih je težko odstraniti s tradicionalnimi metodami. Ne glede na to, ali gre za nizko - viskoznost anodne gnoje (na primer grafitna gnoja za litijeve - ionske baterije), visoko - viskozno katodno katodo ali gnoje, ki vsebujejo specializirane aktivne materiale, kot so trdi ogljik in pruska bela za natrijeve baterije, ultrazvočna tehnologija povzroči učinkovito odstranjevanje. Upoštevne plošče segajo od 100 do 10.000 MPa · s, ki pokrivajo sisteme gnojevke trenutnih baterij za shranjevanje energije. 2. zelena in onesnaževanje - Brezplačno, zagotavljanje zmogljivosti baterije
Ultrazvočno debeliranje je fizična metoda odpravljanja, ki ne potrebuje kemičnih snovi za odpravljanje, in se v bistvu izogne negativnemu vplivu ostankov debelega sredstva na delovanje baterije. Organske komponente v tradicionalnih kemičnih defoameri lahko reagirajo z aktivnimi materiali z elektrodo ali razpadejo med kolesarjenjem akumulatorja, proizvajajo pline in vodijo do razpadanja zmogljivosti. Ultrazvočna tehnologija na drugi strani le fizično razbija mehurčke, ne da bi spremenila kemično sestavo gnojevke in tako povečala elektrokemično in varnostno delovanje baterije. Poleg tega ta tehnologija ne proizvaja odpadne vode ali izpušnih plinov, ki bi se uskladila z razvojno filozofijo "zelene proizvodnje" nove energetske industrije.
3. Močna združljivost procesa in enostavna integracija v proizvodne linije
Ultrazvočna oprema za debeliranje je razmeroma kompaktna in je lahko prožno vključena v obstoječe proizvodne linije za pripravo baterije. Uporablja se lahko kot samostojna enota za defona, nameščena med mešalnim rezervoarjem za gnoje in napravo za prevleko. Prav tako ga lahko kombiniramo z mešalno napravo, da tvori integriran sistem "mešanja + ultrazvočno defona", ki omogoča hkratno pripravo in debeliranje. Poleg tega je mogoče parametre ultrazvočne opreme (kot so frekvenca, moč in čas obdelave) natančno prilagoditi s pomočjo avtomatiziranega krmilnega sistema, kar omogoča optimizacijo procesa debelega na podlagi formulacije in značilnosti različnih gnojev (na primer aktivne vsebine sestavin, prilagajanja proizvodne zahteve.
4. Zmanjšani stroški proizvodnje in izboljšana stabilnost proizvodnje
Glede na dolgoročne obratovalne stroške ultrazvočni odmik porabi manj energije kot vakuumsko odmaknjenost (kar zahteva neprekinjeno visoko raven vakuuma in porabi veliko energije) ter odpravlja stroške nabave in dodajanja kemičnih defoamerjev. Glede na stabilnost proizvodnje ultrazvočno debeliranje ponuja stabilen učinek debelega, manj vplivajo na variacije serije in spremembe v okoljski temperaturi in vlažnosti. To zmanjšuje hitrost odstranjevanja elektrode, ki jo povzroča nepopolno debeliranje, izboljšanje donosa in stabilnosti proizvodne linije. Podatki o aplikacijah nekaterih proizvajalcev akumulatorja kažejo, da je uporaba ultrazvočne tehnologije debeliranja znižala stopnjo napak v elektrodi za 30%- 50%, povečala življenjsko dobo baterijskega cikla (1C polnjenje in odvajanje) za 10%- 15%in zmanjšala skupne stroške proizvodnje za 8%- 12%.