Блог

Jun 15, 2023

Проблемы во время лития

Рахул Боллини пишет серию статей, объясняющих проблемы, с которыми приходится сталкиваться при создании завода по производству литий-ионных элементов, которые должны быть актуальны для любой компании, работающей в этой области. Этот

Рахул Боллини пишет серию статей, объясняющих проблемы, с которыми приходится сталкиваться при создании завода по производству литий-ионных элементов, которые должны быть актуальны для любой компании, работающей в этой области. В этой статье (часть 6 серии) объясняются проблемы, с которыми сталкивается компания-производитель литий-ионных элементов при планировании расширения и диверсификации.

Расширение производства элементов одного и того же типа обычно осуществляется модульным способом, то есть добавляется несколько линий одного и того же типа оборудования, если завод уже полностью автоматизирован. В случае, если завод не полностью автоматизирован, автоматизация применяется для увеличения производительности существующего оборудования.

Меньшая автоматизация обеспечивает большую гибкость в достижении желаемого результата, но с некоторыми ограничениями. Например, LFP емкостью 15 Ач (модель с более высоким сроком службы) и 16 Ач в цилиндрическом форм-факторе развертки могут производиться на одном и том же оборудовании. Элементы меньшей высоты и аналогичного диаметра, такие как LFP емкостью 6 Ач в цилиндрическом форм-факторе 32700, также могут быть изготовлены на том же оборудовании (потребуются некоторые незначительные изменения и настройка). Кроме того, путем изменения конструкции внутренней ячейки можно производить элементы с более высокой и более низкой гравиметрической плотностью энергии (Wh). Ячейки LFP могут достигать значения, близкого к 200 Втч/кг, просто используя более тонкие токосъемники и используя более активный материал в составе катодной и анодной суспензии. Но это влияет на срок службы, внутреннее сопротивление, скорость зарядки и приведет к более высокому повышению температуры во время работы.

Уже хорошо автоматизированный завод, работающий на полную мощность, не имеет больших возможностей для увеличения производственных мощностей. Следовательно, линии аналогичного размера добавляются в большем количестве для увеличения производственной мощности. Можно спросить, а какая разница в оснащении полуавтоматических и полностью автоматических установок? Начнем с того, что производительность смесителя будет меньше, а их количество будет выше на полуавтоматической установке, что позволит использовать различные рецептуры и разные скорости смешивания для производства различных типов клеток. С другой стороны, полностью автоматизированный завод будет использовать большую мощность для обеспечения большей однородности производства и будет сосредоточен на производстве меньшего количества моделей клеток.

Если системный интегратор для расширения завода отличается от предыдущего, особенно при повышении уровня автоматизации, это может создать проблему в обеспечении работы завода в соответствии с желаемой производительностью. Могут возникнуть определенные задержки и более высокие потери сырья и продукции. С изменением стилей автоматизации происходят изменения и в стилях производства, и персоналу требуется дополнительная подготовка, чтобы справиться с этими изменениями.

Для компании-производителя ячеек производство широкого спектра ячеек имеет решающее значение для удовлетворения потребностей более широкого спектра применений. Благодаря более высокой плотности энергии (весовой и объемной), напряжению, мощности и сроку службы литий-ионные батареи становятся все более популярными. В результате многие приложения сейчас переходят на эти батареи. Но эти приложения требуют разных типов литий-ионных элементов. Рассмотрим литий-ионный элемент, используемый в сотовом телефоне, и тот, который используется в электрическом автобусе. Эти два приложения требуют разных форм-факторов, мощностей и химических процессов. Производителю элементов может быть сложно производить оба варианта, но выбор приложений, в которых используются аналогичные параметры для литий-ионных элементов, является более простой задачей.

Тот же форм-фактор, разные мощности/номинальные мощности – Слышали ли вы когда-нибудь о ячейке EV и ячейке ESS? Давайте возьмем пример призматической ячейки LFP. Производитель может производить элементы электромобилей, которые могут обеспечивать более высокую мощность (скорость C) и иметь более высокую плотность энергии (гравиметрическую и объемную), но меньший срок службы. Сравните его с ячейками ESS того же призматического типа LFP, которые будут иметь меньшую мощность и меньшую плотность энергии, но обеспечивать более высокий срок службы. Изменения происходят в конструкции элемента и типе используемых материалов (похожих, но с разными характеристиками).