Silisyum Bazlı Anot Malzemesi Üretimi için Temel Ekipman

Üretim sürecinde silikon bazlı anot Elektrotlar, özel ekipman seçimi ve konfigürasyonu, ürün kalitesini ve üretim verimliliğini doğrudan etkiler. Geleneksel grafit negatif elektrot üretimiyle karşılaştırıldığında, silikon bazlı anot elektrot üretim ekipmanları daha yüksek teknik gereksinimlere sahiptir. Ayrıca daha sıkı kontrol hassasiyetine sahiptir. Silikon-oksijen ve silikon-karbon negatif elektrotlar farklı proses özelliklerine sahiptir. Çekirdek ekipmanları da bir dereceye kadar farklılık gösterir. Ancak bazı genel ekipmanlar ortak olabilir. Aşağıda, silikon bazlı negatif elektrot üretimindeki temel ekipman ve teknik özellikler ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Süblimasyon Fırın Sistemi

Süblimasyon fırın sistemi, silisyum oksit anot öncüllerini hazırlamak için kullanılan temel ekipmandır. Öncelikle silisyum monoksit (SiOx) sentezlemek için kullanılır. Modern süblimasyon fırınları genellikle dikey bir tasarıma sahiptir. İki işlevsel alana ayrılırlar: alt ısıtma bölgesi ve üst biriktirme bölgesi. Isıtma bölgesi, orta frekanslı indüksiyon ısıtma veya silisyum-molibden çubuk ısıtma kullanır. Sıcaklıklar 1200-1800°C'ye ulaşır. Biriktirme bölgesinde su soğutmalı bir toplama tepsisi bulunur. Bir ısı değişim sistemi, 400-800°C arasında değişen yoğuşma sıcaklığını kontrol eder. Süblimasyon fırını, vakum veya düşük basınç ortamında (0,01-1000 Pa) çalışır. Yüksek performanslı bir vakum pompası sistemi ve basınç kontrol sistemi gerektirir. Gelişmiş süblimasyon fırınları, çevrimiçi izleme sistemlerini entegre eder. Bu sistemler, sıcaklık dağılımını ve süblimleşme oranlarını gerçek zamanlı olarak izler. SiOx bileşiminin homojenliğini ve kararlılığını sağlarlar.

Nano-silikon Hazırlama Ekipmanı

Kompozit ve dispersiyon ekipmanları, silikon bazlı anotlar için olmazsa olmazdır. Yüksek hızlı karıştırıcılar, boncuk değirmenleri ve ultrasonik dispersiyon sistemlerini içerir. Boncuk öğütme işlemi için genellikle yatay boncuk değirmenleri kullanılır. Bunlar, zirkonyum veya tungsten karbür öğütme ortamıyla (karışık 3 mm ve 5 mm) donatılmıştır. Öğütme yoğunluğu ve süresi, malzeme özelliklerine göre hassas bir şekilde kontrol edilir. Shanghai Shanshan Technology, ultrasonik dispersiyonu boncuk öğütmeyle yenilikçi bir şekilde birleştirir. Bu kombinasyon, parçacık aglomeralarını kırmak için ayarlanabilir ultrasonik ön işlem kullanır. Ardından, boncuk öğütme işlemi parçacıkları rafine ederek dispersiyonu önemli ölçüde iyileştirir.

Kompozit ve Dispersiyon Ekipmanları

Kompozit ve dispersiyon ekipmanları, silikon bazlı anotlar için olmazsa olmazdır. Bunlar arasında yüksek hızlı karıştırıcılar, boncuk değirmenleri ve ultrasonik dispersiyon sistemleri bulunur. Boncuk öğütme işlemi için genellikle yatay boncuk değirmenleri kullanılır. Bunlar, zirkonyum veya tungsten karbür öğütme ortamı (karışık 3 mm ve 5 mm) ile donatılmıştır. Öğütme yoğunluğu ve süresi, malzeme özelliklerine göre hassas bir şekilde kontrol edilir.

Granülasyon ve Kurutma Ekipmanları

Granülasyon ve kurutma ekipmanları, nano-silikon veya silisyum monoksit tozunu daha ileri işlemler için ikincil parçacıklara dönüştürür. Püskürtmeli kurutucular en yaygın kullanılan granülasyon ekipmanlarıdır. Bağlayıcılarla karıştırılmış silisyum bulamacını küçük damlacıklar halinde atomize ederler. Sıcak hava, damlacıkları hızla parçacıklara kurutur. Bir araştırma enstitüsü tarafından geliştirilen ikincil bir granülasyon sistemi, özel olarak tasarlanmış atomizerler ve sıcak hava sirkülasyon sistemleri kullanır. Bu sistemler, 30-50 μm aralığında homojen parçacıklar üreterek ultra ince tozların akışkanlığını artırır. Çözücü bazlı sistemler için vakumlu kurutucular veya diskli kurutucular da kullanılabilir. Patlama ve çözücü geri kazanım sorunlarını önlemek için dikkatli olunmalıdır. Yeni akışkan yataklı granülasyon kurutma üniteleri, akışkanlaştırma ve püskürtme tekniklerini birleştirir. Bu sistemler daha yüksek granülasyon verimliliği ve daha iyi parçacık mukavemeti sunar. Bu sistemler, yüksek kaliteli silikon bazlı anot üretiminde giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Kaplama ve Isıl İşlem Ekipmanları

Kaplama ve ısıl işlem ekipmanları, silikon bazlı anotun elektrokimyasal performansını artırır. Bu, akışkan yataklı CVD sistemleri, döner fırınlar ve tüp fırınları içerir. Akışkan yataklı reaktör, silikon oksit anotların karbon kaplaması için idealdir. Akışkanlaştırma gazı hızının (başlangıç ayarı 8 L/s) ve sıcaklığın (600-1000°C) hassas bir şekilde kontrol edilmesiyle, homojen bir karbon tabakası biriktirilir. Gelişmiş akışkan yataklı sistemlerde ön ısıtıcılar (ön ısıtma sıcaklığı ≥400°C) ve ısı eşanjörleri bulunur. Bu sistemler enerji tüketimini azaltır ve sıcaklık dalgalanmalarını en aza indirir. Silikon-karbon anotların karbonizasyon işlemi için döner fırınlar veya itme plakalı fırınlar kullanılır. Sıcaklık aralığı genellikle 1000-1500°C olup, işlem süresi 2-5 saattir.

Tedavi Sonrası Ekipman

Tedavi sonrası ekipman şunları içerir: ezici, sınıflandırma, yüzey işlemeve paketleme cihazları. Hava akışlı değirmenler, ultra ince öğütme için ana ekipmanlardır. Bu değirmenler, metal kontaminasyonunu önlemek için çarpışma tipi bir tasarıma sahiptir. Malzemeleri istenen boyuta kadar ezerler. parçacık boyutu (tipik olarak D50<10μm). Sınıflandırma sistemi, parçacık aerodinamiğine dayalı hassas sınıflandırma için hava akışı sınıflandırıcılarını kullanır. Yüzey işleme ekipmanları, modifikasyon karıştırıcıları ve kaplama makinelerini içerir. Bunlar, silikon bazlı malzemelere işlevsel kaplamalar uygular. Manyetik ayırıcılar, hammadde hazırlama veya üretim sırasında oluşan metal kirliliklerini giderir. Genellikle çok aşamalı, yüksek gradyanlı manyetik ayırma kullanırlar. Paketleme ekipmanları kuru atmosferde veya vakum ortamında çalışır. Bu, silikon bazlı malzemelerin nemi emmesini ve oksitlenmesini önler.

Otomasyon Kontrol Sistemi

Otomasyon kontrol sistemi, modern silikon bazlı anot üretim hatlarının sinir merkezidir. Çeşitli proseslerin kontrolünü koordine eder ve veri toplar. Tipik kontrol sistemleri arasında sıcaklık ve akış kontrol modülleri bulunur. Bu modüller, süblimasyon fırınındaki reaksiyon sıcaklığı, biriktirme bölgesindeki biriktirme sıcaklığı, akışkan yataktaki reaksiyon sıcaklığı ve ön ısıtıcı sıcaklığı gibi temel parametreleri izler. Sistem ayrıca süblimasyon fırını verimi, akışkan yatak malzeme girişi, gaz akışı ve çıkışı gibi üretim verilerini de toplar. Bu veriler, prosesi optimize etmek ve kalite izlenebilirliğini sağlamak için kullanılır. Gelişmiş fabrikalar, MES (Üretim Yürütme Sistemleri) ve endüstriyel internet teknolojilerini kullanır. Bu teknolojiler, tüm üretim sürecinin dijital ve akıllı yönetimini sağlar.

Çözüm

Silisyum bazlı anot endüstrisi hızla gelişiyor. Üretim ekipmanları daha büyük ölçekli, sürekli çalışma ve otomasyona doğru evriliyor. Örneğin, geleneksel parti tipi süblimasyon fırınlarının yerini sürekli beslemeli tasarımlar alıyor. Çoklu akışkan yataklar seri olarak birbirine bağlanıyor. Bu, farklı fonksiyonel katmanların sıralı kaplanmasını sağlıyor. Yapay zekâ teknolojisi uygulanıyor. Bu teknoloji, proses parametrelerini optimize ediyor ve kaliteyi öngörüyor. Bu teknolojik gelişmeler, silisyum bazlı anotların üretim verimliliğini daha da artıracak. Ayrıca ürün tutarlılığını ve maliyet rekabet gücünü de artıracak. Bu da, yüksek performanslı pil alanlarında geniş ölçekli uygulamalarını hızlandıracak.

Epic Powder İletişim Formu