合作背景

日前，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《鋰離子電池及相關(guān)電池材料制造建設項目環(huán)境影響評價(jià)文件審批原則（2024 年版）》，適用于鋰離子電池及相關(guān)正極材料、負極材料制造建設項目環(huán)境影響評價(jià)文件的審批。隨著(zhù)全球對環(huán)境保護和可持續發(fā)展的日益重視，電池正電極材料碳酸鋰焙燒制鈷酸鋰過(guò)程中對CO2與O2的監測成為了企業(yè)遵守法規、避免環(huán)保風(fēng)險的重要手段。當前，電池行業(yè)正處于快速發(fā)展的階段，市場(chǎng)需求持續增長(cháng)，技術(shù)更新迭代迅速。焙燒過(guò)程中CO2與O2的監測有助于企業(yè)深入了解生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反應和氣體變化規律，從而優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能。

項目介紹

該項目用戶(hù)為天津一大型電池制造高新技術(shù)企業(yè)，主要從事鋰離子電池材料研制、開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，在天津與四川同時(shí)建有國內智能化水平高、綜合實(shí)力強的鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)化基地。截至目前，公司已具備年產(chǎn)106000噸正極材料的生產(chǎn)能力。為遵守法規、降低環(huán)保風(fēng)險，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、滿(mǎn)足市場(chǎng)需求和提升競爭力，用戶(hù)需要采購一批在線(xiàn)監測設備，用以對焙燒過(guò)程中的CO2與O2進(jìn)行監測。

輥道窯/反應釜在線(xiàn)氣體成分檢測系統

系統由采樣單元、預處理單元、分析單元構成，結合可調諧半導體激光（TDLAS）與紅外（NDIR）技術(shù)原理，擁有極強的抗干擾能力，可對電池正電極材料碳酸鋰焙燒制鈷酸鋰過(guò)程中的CO2與O2濃度進(jìn)行精準測量。主要應用于電池正極材料反應釜氧含量自動(dòng)監測，通過(guò)氧含量監測實(shí)現自動(dòng)充氮保護；輥道窯在線(xiàn)氣氛檢測，通過(guò)氣體組成分析及時(shí)調整輥道窯氣氛，調整工藝參數。系統設備穩定可靠，可針對含塵、含腐蝕等復雜工況進(jìn)行特定設計應用。

產(chǎn)品特性

1、靈活的氣體調節配置，可根據現場(chǎng)需求定制量程

2、一臺設備可滿(mǎn)足多點(diǎn)采樣，1~4個(gè)采樣通道可定制

3、具備自診斷功能，可在線(xiàn)檢查傳感器狀態(tài)

4、高自動(dòng)化，低維護，無(wú)需人工值守

5、多接口傳輸，數據管理簡(jiǎn)捷

6、防爆等級Ex d IIC T6

7、傳感器采用模塊化設計，便于集成

技術(shù)方案

鈷酸鋰又稱(chēng)氧化鋰鈷，化學(xué)式為L(cháng)iCoO2，是一種無(wú)機化合物，一般使用作鋰離子電池的正電極材料。其制備方法是將碳酸鋰，四氧化三鈷，二氧化鋯混合加熱焙燒形成，項目使用的是隧道式的電熱爐，通過(guò)多級預熱加熱到900度焙燒，其中原碳酸鋰中的碳酸根分解，以氣體CO2形式脫出。
我司為用戶(hù)提供的在線(xiàn)氣體成分檢測系統測量精度高，多組分測量氣體間無(wú)交叉干擾；響應快速，可實(shí)時(shí)反映氣體濃度；構造簡(jiǎn)潔，無(wú)可動(dòng)元件，無(wú)損耗元件，免維護；系統采用防爆設計，隔爆外殼，確保發(fā)生爆炸時(shí)，外殼可承受產(chǎn)生的爆炸壓力而不被損壞，安全系數高。整套系統工作性能穩定，所有與樣氣接觸的部分均采用耐熱、耐腐蝕的特種不銹鋼、聚四氟乙烯等材料；自動(dòng)化程度高，配置專(zhuān)業(yè)化預處理方案，高自動(dòng)化，低維護；無(wú)需人工值守即可實(shí)現實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測，大幅降低企業(yè)人工成本；數據管理簡(jiǎn)捷，可通過(guò)多種接口傳輸到上級集中控制系統。
分析單元：均能對CO2與O2氣體濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，具有在線(xiàn)動(dòng)態(tài)補償功能。
通訊協(xié)議：系統以2路4~20mA信號輸出，同時(shí)匹配數采儀，實(shí)現數據的收集。
校準裝置：配備校準裝置，包含標準氣體、減壓閥、校準管線(xiàn)和接頭等部分組成。

方案價(jià)值

從環(huán)保和安全生產(chǎn)的角度來(lái)看，監測工作既有效監控了溫室氣體CO2的排放情況，又通過(guò)O2濃度的變化了解了焙燒過(guò)程的穩定性和安全性。從產(chǎn)品質(zhì)量控制的角度來(lái)看，焙燒過(guò)程中的氣體成分和濃度可能會(huì )影響最終產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。例如，如果焙燒過(guò)程中CO2濃度過(guò)高，可能會(huì )影響碳酸鋰和鈷的化學(xué)反應，從而影響鈷酸鋰的晶體結構和電化學(xué)性能。此外，對焙燒過(guò)程中的氣體進(jìn)行監測還可以為工藝優(yōu)化提供數據支持。通過(guò)分析CO2和O2的濃度變化，可以了解焙燒過(guò)程中的反應機理和動(dòng)力學(xué)特性，從而優(yōu)化焙燒工藝，提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本。
該項目采用我司在線(xiàn)氣體成分檢測系統，整套設備技術(shù)方案先進(jìn)、結構簡(jiǎn)明、操作簡(jiǎn)便、維護量小，通過(guò)對爐內氣體氛圍進(jìn)行在線(xiàn)監測，數據同步上傳至中控系統，幫助用戶(hù)實(shí)現了工藝數據的實(shí)時(shí)檢測和收集，且成效顯著(zhù)。對于此類(lèi)生產(chǎn)原料來(lái)料品質(zhì)無(wú)法完全一致的情況，更加需要通過(guò)了解焙燒過(guò)程匯中的氣體排放情況，實(shí)現對生產(chǎn)工藝的實(shí)時(shí)檢測，為工藝調節及產(chǎn)品質(zhì)量控制穩定提供精準的基礎參考數據。

項目現場(chǎng)