حلول شركة S&L المتقدمة للخلط والمفاعلات لمواد الأنود في بطاريات الليثيوم أيون

خلفية

في ظلّ تزايد شحّ إمدادات الطاقة التقليدية وتنامي ضغوط حماية البيئة، برزت الطاقة المتجددة كاستراتيجية محورية في الصين. وتشمل هذه الطاقة أشكالاً متنوعة كطاقة الرياح، والطاقة الشمسية، وطاقة الكتلة الحيوية، والطاقة النووية، والطاقة المتجددة المستخدمة في صناعة السيارات. ومنذ عام ٢٠١٧، تضطلع شركة S&L بدورٍ بالغ الأهمية من خلال توريد معدات خلط عالية الكفاءة. وقد استُخدمت هذه المعدات في إنتاج المواد الفعّالة للكاثود (CAM)، والمواد الأولية للكاثود (PCAM)، ومواد الأنود، وفوسفات حديد الليثيوم، وبطاريات الليثيوم الثلاثية لشركات رائدة في مجال المواد الخام لبطاريات السيارات الكهربائية. ومن أبرز هذه الشركات: شركة رونباي للتكنولوجيا، وشركة شانشان للتكنولوجيا، ومجموعة أوميكور، وشركة بكين إيسبرينغ لتكنولوجيا المواد.

سلسلة صناعة بطاريات الطاقة الجديدة لمركبات الطاقة

تُعدّ بطارية الطاقة المستخدمة في مركبات الطاقة الجديدة في جوهرها بطارية ليثيوم أيون، والتي يمكن تقسيمها إلى عدة مكونات: مواد الكاثود، ومواد الأنود، وفواصل البطارية، والإلكتروليتات، والمواد المساعدة. فيما يلي نظرة عامة على سلسلة صناعة بطاريات الطاقة الجديدة، تُقدّم صورة شاملة لهيكلها ومكوناتها.

مواد الأنود لبطاريات الليثيوم أيون

تتكون سلسلة التوريد الأولية لمواد أنود بطاريات الليثيوم من منتجات كيميائية مثل فحم الكوك البترولي، وفحم الكوك الإبري، والقطران. وتشمل المراحل المتوسطة عملية التصنيع، بينما تشمل المراحل النهائية تطبيقاتها في بطاريات الطاقة، وبطاريات المستهلكين، وبطاريات تخزين الطاقة الصناعية. يوضح المخطط التخطيطي التالي بنية سلسلة التوريد الصناعية لمواد أنود بطاريات الليثيوم، مُبرزًا التدفق والروابط بين المراحل المختلفة.

عملية إنتاج مواد الأنود لبطاريات الليثيوم

توفر شركة S&L ضمن عملية الإنتاج هذه معدات أساسية، تشمل خلاطات الخلط المسبق، وغلايات التفاعل (التي تتكون من غلايات تسخين وتبريد)، ومعدات خلط المنتجات المُجرافنة. صُممت هذه المنتجات خصيصًا لتلبية المتطلبات المحددة لإنتاج مواد الأنود.

عروض شركة إس آند إل للمعدات

أ. نظام غلاية التكسية عالية الحرارة GBF

يُعدّ المفاعل الأفقي عالي الحرارة قطعة أساسية من المعدات المستخدمة في تغليف وتكوير مواد بطاريات الليثيوم الأنودية. يتميز بهيكل أفقي، بجسم أسطواني دائري الشكل ملحوم برؤوسه الطرفية. تُسخّن المادة بواسطة الإشعاع الحراري من أسلاك تسخين خارجية، مع درجة حرارة تصميم قصوى تصل إلى 650 درجة مئوية. يمكن ضبط درجة الحرارة على مراحل متعددة ضمن نطاق 350-650 درجة مئوية، ما يلبي بفعالية ظروف الإنتاج التي تتطلب تغييرات في درجة الحرارة. داخليًا، يُجهّز المفاعل بمحرك تقليب شريطي، يُدار بواسطة وصلة متصلة بمحرك ومخفض سرعة.

المزايا:

كفاءة عالية: تتيح العناصر الشريطية الداخلية والخارجية الأوسع خلطًا أقوى، مما يؤدي إلى وقت خلط أسرع وتجانس خلط ممتاز.

التشغيل المستقر: يساعد الربط بين العمود الرئيسي ونظام القيادة على تجنب الاهتزازات والصدمات الناتجة عن درجات الحرارة المرتفعة. كما أنه بمثابة حماية ضد التحميل الزائد على نظام القيادة.

مخلفات منخفضة: يتم تركيب كاشطات قابلة للتعديل في كلا الطرفين وأسفل العمود الرئيسي، مما يقلل الفجوات ويقلل المخلفات إلى الحد الأدنى.

خلاط شريطي من نوع B. WDH

يُستخدم الخلاط الشريطي الأفقي على نطاق واسع في عملية خلط المواد الخام لبطاريات الليثيوم التقليدية، وكذلك في المنتجات النهائية بعد عملية الجرافيت. يتكون من هيكل خاص على شكل حرف U، وعناصر خلط شريطية، ونظام تشغيل، وصمام تفريغ. يدفع الشريط الخارجي المواد من الطرفين نحو المنتصف، بينما ينقل الشريط الداخلي المواد من المنتصف إلى الطرفين. ينتج عن ذلك حركة حمل حراري، مما يضمن تجانسًا مثاليًا للمواد أثناء الخلط.

المزايا:

الخلط اللطيف: يضمن الخلط اللطيف لمنع أي ضرر بالخصائص الفيزيائية للمواد.

خيارات هيكلية متعددة: هناك خيارات متنوعة لهيكل جسم الخلاط، بما في ذلك الأشكال على شكل حرف U، والقطرة، والأسطوانية.

الأشرطة المطلية: يتم طلاء الأشرطة المزدوجة بكربيد التنجستن، مما يعزل بشكل فعال مواد بطارية الليثيوم عن الأيونات المعدنية.

تصميم خاص للختم: تم تصميم ختم خاص للعمود الرئيسي لمنع تسرب المواد.

حالات ناجحة

تتمتع مدينة شانشان (منغوليا الداخلية) بطاقة إنتاجية سنوية تبلغ 100 ألف طن من مواد الأنود. وقد اكتمل بنجاح خط إنتاج مشروعها المتكامل. وتخطط المرحلة الثانية لإنشاء مشروع بطاقة إنتاجية سنوية تبلغ 60 ألف طن من مواد الأنود و60 ألف طن من مواد الكاثود، بالإضافة إلى طاقة إنتاجية داعمة للجرافيت تبلغ 52 ألف طن. ومن المقرر إنجاز هذه المرحلة وبدء الإنتاج بحلول نهاية عام 2021. وقد قامت مجموعة S&L بتوريد جميع معدات الخلط الرئيسية لهذا المشروع، وحظيت بإشادة كبيرة من شركائها، مما يدل على موثوقية وجودة منتجاتها.

نظرة مستقبلية

من المتوقع أن تُسهم السياسات العالمية التي تُركز على ترشيد استهلاك الطاقة وتحقيق الحياد الكربوني في زيادة ملحوظة في معدل انتشار مركبات الطاقة الجديدة. وعلى المدى البعيد، ستُحدث التحديثات الذكية تحولاً جذرياً في صناعة السيارات، مما يفتح آفاقاً أوسع لنمو مركبات الطاقة الجديدة. وتشير التوقعات إلى أن المبيعات العالمية لمركبات الطاقة الجديدة ستصل إلى 15 مليون وحدة بحلول عام 2025 و23 مليون وحدة بحلول عام 2030. وسيؤدي ذلك إلى نمو هائل في الطلب العالمي على بطاريات الليثيوم. تمتلك مجموعة S&L خبرة واسعة في توفير معدات خلط مستقرة وموثوقة لمصنعي بطاريات الليثيوم في كل من الصين وكوريا الجنوبية. ومع تزايد إمكانات السوق، تُبدي S&L ثقةً في أنها ستحظى بفرص أكبر لخدمة السوق العالمية بمنتجاتها وخدماتها عالية الجودة.