لماذا يحتاج تصنيع بطاريات الليثيوم إلى هواء نقي؟

بطاريات الليثيوم حساسة للغاية، وتتطلب بيئات إنتاج نظيفة للغاية. يجب ألا يحتوي هواء ورشة العمل على نسبة عالية من الرطوبة أو الأكسجين، وإلا سيتأثر أداء بطاريات الليثيوم سلبًا، وقد تحدث مشاكل تتعلق بالسلامة.

تُحلّ ضواغط الهواء هذه المشكلة، فهي بمثابة "رئتي" مصانع بطاريات الليثيوم وقناع عملاق لخط الإنتاج، حيث تُنقي الهواء وتمنع دخول الملوثات. من البداية إلى النهاية، يُشارك الهواء المضغوط في كل خطوة من خطوات تصنيع بطاريات الليثيوم. سواءً أكان ذلك خلط المواد، أو الطلاء، أو التغليف النهائي، فلا يُمكن إنجاز أي شيء بدونه.

ما هي استخدامات ضاغط الهواء في مصانع بطاريات الليثيوم؟

تمامًا كما يحتاج الإنسان إلى التنفس، يتطلب إنتاج بطاريات الليثيوم هواءً مضغوطًا ثابتًا ومستمرًا، توفره ضواغط الهواء لتشغيل عمليات متعددة، مثل تشغيل المكونات الهوائية لآلة الطلاء، وتنظيف فرن التجفيف، وإزالة الغبار. يجب ألا يتذبذب الضغط، وإلا ستتأثر جودة الإنتاج.

مكونات هوائية لآلة طلاء المحركات، وأجهزة تحكم هوائية، وأبواب، وتجهيزات معدات اللحام الحراري. تتطلب بعض العمليات الخاصة أيضًا هواءً مضغوطًا، مثل استخدام تدفق الهواء لسحق المواد.

علاوة على ذلك، تُستخدم ضواغط الهواء لتشغيل المعدات. فالعديد من آلات الإنتاج تعمل بالهواء المضغوط، مثل آلات الطلاء وآلات اللف. كما تُسهم ضواغط الهواء في الحفاظ على بيئة نظيفة وتحسين كفاءة الإنتاج، إذ يمنع الهواء النظيف الناتج عن ضواغط الهواء الخالية من الزيت تلوث البطاريات.

استخدام ضاغط الهواء في مختلف عمليات إنتاج بطاريات الليثيوم:

طريقة عملنا	تطبيق الهواء المضغوط	نطاق الضغط الموصى به	الطلب على الهواء (خط إنتاج واحد)	نوع ضاغط الهواء الموصى به	متطلبات خاصة
تتبيلة	مكونات هوائية لآلة طلاء المحركات، وتنظيف فرن التجفيف	0.6 ~ 0.8 MPa	10 ~ 50 متر مكعب / دقيقة	ضاغط لولبي خالٍ من الزيت	يلزم هواء نظيف لتجنب تلوث الأقطاب الكهربائية
التنعيم/التقطيع	التحكم في الشد، والتحكم الهوائي في الأداة، وتطهير الغبار	0.6 ~ 0.8 MPa	5 ~ 20 متر مكعب / دقيقة	ضاغط هواء خالٍ من الزيت / ضاغط حلزوني	مطلوب مرشحات دقيقة
اللف/التكديس	أجهزة التلاعب الهوائية، مولدات الفراغ، امتزاز تحديد المواقع	0.6 ~ 1.0 MPa	10 ~ 30 متر مكعب / دقيقة	ضاغط الهواء الجاف	هواء من الفئة 0 خالٍ من الماء والزيت
ملء الإلكتروليت	مولدات فراغ مساعدة، تحكم بالصمامات الهوائية	0.8 ~ 1.0 MPa	5 ~ 15 متر مكعب / دقيقة	ضاغط هواء خالٍ من الزيت / ضاغط حلزوني	يلزم الوصول إلى نقطة ندى تبلغ -40 درجة مئوية لمنع امتصاص الرطوبة في الإلكتروليت.
الختم/الضغط الساخن	تجهيزات معدات اللحام الحراري، التحكم الهوائي	0.8 ~ 1.2 MPa	5 ~ 15 متر مكعب / دقيقة	ضاغط الهواء الجاف	يلزم ضغط ثابت دون تقلبات
التكوين/التصنيف	التحكم الهوائي في حجرة البطارية، وتبديل دوران الغاز	0.6 ~ 0.8 MPa	5 ~ 10 متر مكعب / دقيقة	ضاغط لولبي خالٍ من الزيت	هواء جاف لمنع دخول الرطوبة إلى الحجرة
غرفة نظيفة / مرافق المصنع	أبواب تعمل بالهواء المضغوط، نظام تنظيف لإزالة الغبار، هواء مساعد	0.6 ~ 0.8 MPa	20-100 متر مكعب/دقيقة (حسب المنطقة)	ضاغط هواء خالٍ من الزيت / ضاغط طرد مركزي	محطة تكييف مركزي مزودة بمجفف تبريد + مجفف امتصاص

أين تعمل ضواغط الهواء فعلياً

سيتفاجأ معظم الناس عندما يعلمون أن ضواغط الهواء موجودة حرفياً في كل مكان في مصانع بطاريات الليثيوم.

أثناء عملية إنتاج الأقطاب الكهربائية، تقوم ضواغط الهواء بتزويد آلات الطلاء بالهواء المضغوط لتوزيع المعجون بالتساوي على رقائق معدنية. وتؤثر هذه الخطوة بشكل مباشر على أداء البطارية.

أثناء تجميع البطاريات، تقوم ضواغط الهواء بتشغيل أكواب شفط هوائية لالتقاط ألواح الأقطاب الكهربائية ووضعها في أغلفة. وتقوم الأدوات الهوائية بتركيب خلايا البطارية في الوحدات.

أثناء عملية إزالة الغازات والاختبار، يقوم الهواء المضغوط بتشغيل المشغلات لإزالة الفقاعات من البطاريات، وتضمن معدات الاختبار الهوائية أن كل بطارية تلبي أفضل معايير الجودة.

وظيفة توليد النيتروجين الإضافية

تتمتع ضواغط الهواء بميزة خفية، وهي قدرتها على توليد النيتروجين. تستخدم بعض مصانع بطاريات الليثيوم الهواء المضغوط لتوليد النيتروجين الخاص بها، مما يوفر بيئة جافة وخاملة لإنتاج بطاريات الليثيوم، وبالتالي توفير تكاليف التشغيل والمساحة مع الحفاظ على مراقبة الجودة.

يُمكن لتوليد النيتروجين داخلياً أن يُوفر تكاليف كبيرة. فبعد الاستثمار الأولي، يُمكن للمصانع توفير ما يصل إلى 80% من تكاليف النيتروجين، مع استرداد التكلفة في غضون عامين تقريباً. كما لا حاجة لتوفير مساحة تخزين لأسطوانات النيتروجين. ويُمكن للمصانع تعديل مستويات نقاء النيتروجين حسب الحاجة.

كيفية اختيار ضاغط الهواء المناسب

لا تصلح جميع ضواغط الهواء لمصانع بطاريات الليثيوم. عليك اختيار الضاغط المناسب.

الأهم من ذلك كله، يجب أن يكون ضاغط الهواء خالياً من الزيت. فحتى الكميات الضئيلة من الزيت قد تتلف دفعات كاملة من بطاريات الليثيوم.

ثانيًا، يجب أن يظل موثوقًا ومناسبًا لظروف العمل الشاقة. وذلك لأن إنتاج بطاريات الليثيوم مستمر، لذا يجب أن تعمل ضواغط الهواء الخاصة بها على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع دون أعطال.

وعلى نفس المنوال، يجب أن يكون التحكم في ضغط ضاغط الهواء لبطارية الليثيوم دقيقًا، نظرًا لأن تقلبات الضغط تؤثر على تجانس الطلاء، وأي انقطاع يمكن أن يتسبب في خسائر فادحة.