P: Koji su glavni rizici za kontaminaciju povezani s bakrom i cinkom u proizvodnji litij-jonskih baterija i zašto menadžeri nabavki provode stroge standarde bez bakra i cinka?

U svijetu visoke preciznosti proizvodnje litijum-jonskih baterija, čak i najmanja količina metalnih tragova može dovesti do katastrofalnih kvarova baterija, opasnosti za sigurnost i velikih financijskih gubitaka. Upravitelji nabavki i inženjeri za istraživanje i razvoj koji dizajniraju proizvodne linije baterija moraju primjenjivati stroge standarde bez Cu-a (bez bakra) i Zn-a (bez cinka) na svim strojevima, uključujući frekvencijske pretvarače, električne ormare i pneumatičke sustave.

Znanstveni razlog za takvu strogost leži u elektrohemijskoj reaktivnosti litijuma. Tijekom ciklusa punjenja i pražnjenja litijum-jonske ćelije, tragovi čestica bakra i cinka mogu se ispuštati iz standardnih industrijskih komponenti zbog mehaničkog opadanja ili kemijske interakcije. Ove kovinske mikročestice se prenose u aktivne materijale baterije i elektrolit.

S vremenom, ovi metalni kontaminanti podvrgnu se elektrohemijskoj razgradnji i ponovno postavljanju na anodi. Ovaj proces stvara mikroskopske metalne kristale poznate kao dendriti. Dok dendriti rastu, mogu prodrijeti kroz tanku polimersku membranu koja razdvaja pozitivne i negativne elektrode. Kada dendrita probije ovaj razdvajalica, stvara lokalni unutarnji kratki spoj. To dovodi do brzog samopouzdanja, lokalnog pregrijavanja, a u teškim slučajevima i toplinske eksplozije, zbog čega se baterija zapali ili eksplodira.

Kako bi se eliminirao taj rizik, moderne tvornice baterija ograničavaju upotrebu bakra, cinka i njihovih legura (kao što su bakar i bronza) u bilo kojoj opremi koja se nalazi neposredno iznad ili u blizini otvorenih baterija tijekom montaže, rezanja, navijanja i punjenja elektrolita. U skladu s člankom 3. stavkom 1. ovog Pravilnika, za opremu koja sadrži metal, ne treba se smatrati oprema koja sadrži metal.

P: Kako frekvencijski pretvarači i njihova okolna automatizacijska oprema igraju ulogu u održavanju okruženja bez bakra i cinka?

Čestični pretvarači ili pogoni s promenljivom frekvencijom (VFD) ključni su za kontrolu brzine i obrtnog momenta električnih motora na proizvodnim linijama litijumskih baterija. Ti motori pokreću strojeve za mešanje, valjce za premaz elektroda, noževe za rezanje i transportne mašine za rukovanje materijalima. Iako su sami pretvarači obično smješteni u udaljene električne ormare, njihov izbor i ugradnja moraju ipak biti u skladu s strogim smjernicama za kontaminaciju jer se povezuju izravno s automatiziranom linijom.

Prvo, standardni frekvencijski pretvarači i motori često imaju bakrene navučke, mesnene blokove za završetak i cinkirane ventilatore ili nosile za montiranje. Ako su ti pretvarači postavljeni blizu proizvodne linije, ventilatori za hlađenje mogu izduvati mikroskopski cink ili bakarnu prašinu iz raspadara topline izravno na izložene elektrode. Stoga inženjeri moraju odabrati pretvarače dizajnirane s sustavima hlađenja zatvorenog ciklusa ili odabrati VFD-ove koji koriste anodizirane aluminijumske ili nehrđajuće čelikove rastopače umjesto opcija s cinkom.

Drugo, obezbeđivanje kablova i zaštite povezanih s pogonom visokih frekvencija pretvarača mora se pažljivo voditi. Standardni štitni kablovi koriste bakarnu pletenicu, a standardne žlijezde kablova su napravljene od mesinga. Kako bi se spriječilo onečišćenje, inženjeri za istraživanje i razvoj moraju odrediti kablove s niklovanim zaštitom ili zaštititi kablove u zapečaćenim vodovima od nehrđajućeg čelika. Kablovske žlijezde moraju se zamijeniti nerđajućim čelikom ili specijalnim alternativama poliamida.

Treće, integracija frekvencijskih pretvarača s lokaliziranim pneumatičkim kolektorima i cilindrima mora biti usko usklađena. U mnogim automatiziranim stanicama električni motor na invertora radi zajedno s pneumatičkim upravljačima. Kupnja od jednog proizvođača visoke kvalitete kao što je AIRWORK osigurava da pNEUMATSKI KOMPONENTI , kao što su ventili, cilindri i jedinice za pripremu zraka, potpuno su certificirani kao bez bakra i bez cinka, što odgovara ekološkoj integriteti električnih sustava.

P: Koji su inženjerski izazovi u zamjeni standardnih mesing i cink-plakirani materijali u pneumatskih komponenti, i kako AIRWORK ih rješava?

Standardne pneumatičke komponente u velikoj mjeri ovise o mesingu za fitinge, unutarnje valjčne spole i utišače, kao i o cinkovanom čeliku za kapice na cilindri, čekiće i nosile. Bras je popularan zbog svoje prirodne mazanja i otpornosti na koroziju, dok je cinkovanje ekonomičan način da se spriječi hrđa. Međutim, u proizvodnji litijskih baterija ovi standardni materijali strogo su zabranjeni. Zamjena ih predstavlja nekoliko inženjerskih izazova:

• Održavanje mazanja bez mesinga: Mesing se često koristi u dinamičkim interfejsima za zapečaćivanje zbog niskog koeficijenta trenja. Ako se ne polira, zamjena s nerđajućim čelikom može ubrzati uništavanje čepova.
• Za zaštitu od korozije bez cinkovog premaza: dijelovi od blage čelika moraju se zamijeniti materijalima koji nude jednaku ili bolju zaštitu od hrđe bez korištenja cinkovih premaza.
• Kontrola troškova: Nehrđajući čelik i niklovanje skuplje su od standardnog mesinga i cinkiranog čelika.

AIRWORK je dizajnirao posebna pneumatička rješenja posebno za industriju litijumskih baterija, ispunjavajući stroge zahtjeve bez Cu-a i Zn-a bez žrtvovanja performansi ili dugovječnosti:

• SUS303 i SUS304 nehrđajući čelik: AIRWORK koristi visokokvalitetni nehrđajući čelik za šipke, šipke i pribor. Površine su precizno mletene i polirane do zrcalne finish-a kako bi se osigurao glatki pokret pečata i nula prolivanja mikročestica.
• Niklovan aluminijum: Za tijela ventila i zatvore za cilindri, AIRWORK koristi anodizirani aluminijum s elektrolesnim niklovanjem. Ova obloga pruža odličnu otpornost na koroziju i ne sadrži tragove cinka ili bakra.
• Tehnički polimeri: Mnogi od naših pribora i unutarnjih vodnika ventila izrađeni su od visokočvrstih inženjerskih plastičnih materijala kao što su polioksimetilen (POM) i polibutilen (PBT), koji su inherentno slobodni od metalnih kontaminanta.
• U slučaju da je proizvodni proizvod u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, proizvođač mora ga upotrijebiti za proizvodnju proizvoda koji se upotrebljavaju u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka. AIRWORK koristi specijalnu sintetičku masnoću koja je certificirana kao bez cinka i kompatibilna s čistim sobama, što sprečava kemijsko kontaminaciju materijala baterije.

P: Koje ključne parametre bi menadžer nabave B2B trebao provjeriti pri nabavi komponenti za automatizaciju bez bakra i cinka?

U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2. Ovdje je popis kritičnih parametara koje trebate potvrditi s dobavljačima:

• U slučaju da je riječ o materijalu, u skladu s člankom 6. stavkom 1. U skladu s člankom 2. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, proizvođač koji je u skladu s člankom 2. točkom (a) ovog članka može se prijaviti u skladu s člankom 2. točkom (a) ovog članka.
• U slučaju da se ne primjenjuje presjek, potrebno je utvrditi da je u slučaju da se ne primjenjuje presjek, da se ne primjenjuje presjek.
• U slučaju da se primjenjuje druga metoda, u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog Pravilnika, za sve proizvode koji sadrže cink, potrebno je utvrditi da su oni proizvedeni od elastomera koji su izravno povezani s cinkom.
• Ispitivanje i certificiranje: Pitajte se jesu li komponente podvrgnute neovisnim laboratorijskim ispitivanjima kako bi se provjerila njihova kemijska sigurnost. U skladu s člankom 4. stavkom 1.

U suradnji s AIRWORK-om, menadžeri nabavki mogu pojednostavniti svoj lanac opskrbe. Umjesto nabavke pribora od jednog proizvođača, cilindara od drugog i ventila od trećeg, AIRWORK nudi kompletan, jedinstveni portfolio certificiranih pneumatičkih komponenti bez bakra i cinka. To smanjuje papirologiju provjere, minimizira rizik od neuspjeha u usklađenosti i osigurava da cijela automatizacijska linija radi s maksimalnom sigurnošću i pouzdanosti.