目前，國內(nèi)外在硫化物固態(tài)電池領(lǐng)域取得了顯著的突破，固態(tài)電池目前主要分為硫化物、氧化物和聚合物這三種技術(shù)路線。三種技術(shù)路線在工藝方面各有優(yōu)劣，就追求高性能和未來的發(fā)展?jié)摿碚f，硫化物技術(shù)路線更具吸引力。
硫化物電解質(zhì)具有理想的離子電導(dǎo)率(媲美液態(tài)電解質(zhì))，良好的電極材料兼容性(較寬的電化學(xué)窗口)，是目前最理想的固態(tài)電解質(zhì)之一，在全固態(tài)電池中發(fā)展?jié)摿ψ畲蟆５秦酱鉀Q的問題較多：
(1)界面不穩(wěn)定，容易發(fā)生副反應(yīng)造成阻抗變大;
(2)堿性和水性環(huán)境下極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫化氫;
(3)稀土金屬的添加大幅提升了加工成本和材料成本。
在實(shí)際生產(chǎn)過程中，固態(tài)電池由于制造工藝所限，硫化物(氣體)產(chǎn)生不可避免，硫化物物理特性非常活潑，如果不及時(shí)處理，聚集量達(dá)到一定程度以后，氣體與空氣中的水、氧氣反應(yīng)生成一定濃度硫化物毒性氣體，在電池中會(huì)與正負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，對(duì)電池性能影響嚴(yán)重，也會(huì)對(duì)生產(chǎn)操作人員產(chǎn)生危害。
因此針對(duì)硫化氫氣體的產(chǎn)生，要兼顧硫化物與溫濕度共同控制，比以往液態(tài)電池只需要控制溫濕度空氣環(huán)境的空氣處理系統(tǒng)更為復(fù)雜。
如何解決固態(tài)電池生產(chǎn)工廠的硫化物氣體問題
一、打造無氧環(huán)境
有公司或研發(fā)機(jī)構(gòu)提出生產(chǎn)車間采用密閉設(shè)計(jì)，利用氮?dú)饣蚨栊詺怏w進(jìn)行保護(hù)，營造無氧環(huán)境，降低氧氣含量，避免硫化物與氧氣接觸反應(yīng)。
此方案科學(xué)原理正確，實(shí)際解決難度較大，如果只是較少數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，且不計(jì)成本代價(jià)，還可以應(yīng)用。在實(shí)際測(cè)試階段沒有問題，但在后期大規(guī)模生產(chǎn)成本較高，而且生產(chǎn)車間密封設(shè)計(jì)對(duì)于生產(chǎn)環(huán)節(jié)各個(gè)鏈條銜接難度較大。
此方案類似于大禹治水之前的辦法，只是堵是不行的。
二、PURESCI硫化物氣體解決方案
考慮到打造無氧環(huán)境在大規(guī)模生產(chǎn)中不現(xiàn)實(shí)，結(jié)合水與氧氣的控制的綜合問題，采用大禹治水的方式更為有效。
硫化物與空氣中水和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生硫化物氣體，電池生產(chǎn)工廠本身就需要低露點(diǎn)空氣環(huán)境(將空氣中的大部分水分去除掉)，以轉(zhuǎn)輪除濕的方式實(shí)現(xiàn)低露點(diǎn)空氣狀態(tài)，如果除濕轉(zhuǎn)輪可以同時(shí)吸附水分和硫化物氣體是最佳的解決方案，但除濕轉(zhuǎn)輪吸附硫化物氣體極少，這是除濕轉(zhuǎn)輪物理特性決定的。
固態(tài)電池的生產(chǎn)環(huán)境有送風(fēng)系統(tǒng)和回風(fēng)(排風(fēng))系統(tǒng)，在回風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將帶有硫化物氣體的空氣吸入回風(fēng)總管道，然后與回風(fēng)混合以后再與除濕系統(tǒng)新風(fēng)混合以后送入特制的硫化物氣體處理系統(tǒng)。
含有硫化物氣體的相對(duì)低濕度空氣被硫化物處理系統(tǒng)處理干凈以后，將不含硫化氫氣體的低濕度空氣送入低露點(diǎn)除濕系統(tǒng)中進(jìn)行除濕作業(yè)，這樣，送入固態(tài)電池車間的空氣不含硫化物氣體，也可以保證低露點(diǎn)空氣狀態(tài)。
隨著固態(tài)生產(chǎn)工藝過程的不斷循環(huán)往復(fù)，硫化物氣體與低露點(diǎn)空氣處理同步進(jìn)行，固態(tài)電池生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫化物氣體被及時(shí)吸走與除濕系統(tǒng)回風(fēng)管道混合，再次送入硫化物處理系統(tǒng)。
PURESCI硫化物氣體處理與低露點(diǎn)除濕系統(tǒng)介紹
基于硫化物固態(tài)電池與低露點(diǎn)除濕系統(tǒng)，針對(duì)不同規(guī)模產(chǎn)能以及能源方式，可將系統(tǒng)分為三種。
1、硫化物處理系統(tǒng)與單轉(zhuǎn)輪低露點(diǎn)除濕系統(tǒng)
適合于超大風(fēng)量設(shè)計(jì)的固態(tài)電池工廠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除濕機(jī)體積相對(duì)小，能耗偏高。與MAU、AHU連接方便，可選擇性強(qiáng)，應(yīng)用于固態(tài)電池工廠。
2、硫化物處理系統(tǒng)與雙轉(zhuǎn)輪低露點(diǎn)除濕系統(tǒng)
適合于大風(fēng)量并且相對(duì)節(jié)能的固態(tài)電池工廠，再生溫度比單轉(zhuǎn)輪低，120-140℃，再生風(fēng)量相對(duì)小，運(yùn)行能耗比單轉(zhuǎn)輪低。但是除濕機(jī)體積比單轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)要大，應(yīng)用范圍相對(duì)固定化。
3、硫化物處理系統(tǒng)與中溫TM再生多級(jí)低露點(diǎn)除濕系統(tǒng)
適合于大風(fēng)量并且超級(jí)節(jié)能的固態(tài)電池工廠，采用中溫TM再生多級(jí)除濕轉(zhuǎn)輪的方案，再生溫度低，70-90℃，適配低品位熱源，為超級(jí)節(jié)能系統(tǒng)。
Puresci致力于電池領(lǐng)域空氣處理除濕干燥、節(jié)能、氣體處理、氣體純化方面的研究與提供核心零部件、端到端的系統(tǒng)與解決方案。
從不同性能和節(jié)能之除濕轉(zhuǎn)輪、除濕系統(tǒng)再生能源節(jié)能方式的研究、氣體處理和氣體純化均取得諸多優(yōu)質(zhì)的成果，已應(yīng)用于全球電池行業(yè)。
Puresci持續(xù)關(guān)注固態(tài)電池進(jìn)展，積極投入研發(fā)資源，于2023年9月完成固態(tài)電池硫化氫問題的解決方案，并且與海外合作伙伴緊密合作，在24年9月幫助大型海外企業(yè)完成固態(tài)電池生產(chǎn)線解決超大風(fēng)量除濕系統(tǒng)與硫化物氣體處理問題，并于25年初交付固態(tài)電池產(chǎn)線規(guī)模化應(yīng)用。
為固態(tài)電池行業(yè)創(chuàng)造價(jià)值，Puresci一直在您身邊。
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