對(duì)鋰電池成本和性能的優(yōu)化是提高新能源汽車產(chǎn)品力的關(guān)鍵，對(duì)新能源汽車的整體性能和經(jīng)濟(jì)性，有著至關(guān)重要的作用。鋰電池生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜，每一個(gè)環(huán)節(jié)都不容小視，無論是三元?jiǎng)恿︿囯姵剡€是磷酸鐵鋰電池的生產(chǎn)，眾多反應(yīng)釜和槽罐的液位測(cè)量都需要面臨各種復(fù)雜的工況。
能否精確控制這些反應(yīng)釜和槽罐的物料平衡，直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和安全控制，因此，對(duì)物位儀表的測(cè)量性能提出了很高的要求。
本文的案例將主要介紹高頻雷達(dá)液位計(jì)VEGAPULS 6X在四氧化三鈷制備中的應(yīng)用。四氧化三鈷是鋰電池正極材料鈷酸鋰的原料，制備方法主要有化學(xué)沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法、噴霧熱解法、模板法等，其中以化學(xué)沉淀法和噴霧熱解法為主。
化學(xué)沉淀法是以硫酸鈷或氯化鈷為鈷源，以氫氧化鈉、氨水、碳酸氫銨、碳酸鈉等堿液為沉淀劑，在一定條件下，沉淀獲得前驅(qū)體，然后經(jīng)高溫煅燒獲得四氧化三鈷。
鈷液、碳酸氫銨溶液循環(huán)加熱罐的測(cè)量
鈷液、碳酸氫銨溶液在循環(huán)加熱罐中加熱，待進(jìn)入后續(xù)工藝。這里的鈷液就是硫酸鈷溶液。VEGA雷達(dá)液位計(jì)被用于測(cè)量鈷液、碳酸氫銨溶液循環(huán)加熱罐的液位。
鈷液、碳酸氫銨溶液循環(huán)加熱罐
工況及測(cè)量難點(diǎn)
罐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，盤繞著加熱盤管;實(shí)際的進(jìn)料過程中，內(nèi)部液面波動(dòng)劇烈會(huì)產(chǎn)生泡沫和氣泡;罐內(nèi)循環(huán)加熱，容易產(chǎn)生大量蒸汽，且易析出結(jié)晶物。
生產(chǎn)過程中泡沫、蒸汽、結(jié)晶等的干擾使得回波信號(hào)衰減嚴(yán)重，有效液位信號(hào)非常微弱。
VEGA解決方案
結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的安裝條件，我們選用過程密封天線的VEGAPULS 6X雷達(dá)液位計(jì)。得益于VEGAPULS 6X的強(qiáng)信號(hào)，它能夠穿透泡沫、蒸汽、結(jié)晶進(jìn)行測(cè)量;同時(shí)，3°的發(fā)射角也可以有效規(guī)避罐壁、管道及其它各種障礙物的影響，得到更為穩(wěn)定可靠的回波信號(hào)。VEGAPULS 6X的超強(qiáng)抗干擾能力和強(qiáng)信號(hào)，保證了測(cè)量的穩(wěn)定性，完全符合用戶對(duì)于該點(diǎn)位測(cè)量的要求。
硫酸鈷溶液沉鈷反應(yīng)釜液位測(cè)量
以硫酸鈷為鈷源制備四氧化三鈷時(shí)，在硫酸鈷溶液中加入堿液，本案例中加入的是碳酸氫銨溶液，生成前驅(qū)體沉淀物碳酸鈷，這個(gè)過程叫沉鈷;接著，將前驅(qū)體制粒、干燥、焙燒，破碎得到晶形為團(tuán)狀多面體或八面體的四氧化三鈷產(chǎn)品。VEGA雷達(dá)液位計(jì)被用于測(cè)量硫酸鈷溶液沉鈷反應(yīng)釜的液位。
現(xiàn)場(chǎng)安裝示意圖
工況及測(cè)量難點(diǎn)
罐內(nèi)處于高溫環(huán)境，有蒸汽和結(jié)晶物的產(chǎn)生;硫酸鈷溶液具有一定的腐蝕性;罐內(nèi)設(shè)多層攪拌槳和加熱盤管。
由于上述復(fù)雜的工況條件，采用低頻雷達(dá)、射頻導(dǎo)納等液位計(jì)來測(cè)量，都不能滿足現(xiàn)場(chǎng)工藝控制的要求。此外，該應(yīng)用存在結(jié)晶掛料的情況，會(huì)干擾雷達(dá)的測(cè)量信號(hào)，頻繁地清洗天線又會(huì)造成液位計(jì)的損壞。
VEGA解決方案
我們依然選用帶過程密封天線的80GHz高頻雷達(dá)液位計(jì)VEGAPULS 6X來進(jìn)行測(cè)量，其對(duì)蒸汽、結(jié)晶具有良好的穿透及抗干擾能力。得益于VEGAPULS 6X超小的3°發(fā)射角和對(duì)虛假回波的抑制，多層攪拌和加熱盤管干擾信號(hào)的問題也得到有效解決。因此，在受到諸多干擾時(shí)，儀表仍然獲得了強(qiáng)勁的液位回波信號(hào)，測(cè)量穩(wěn)定可靠，并實(shí)現(xiàn)了徹底的免維護(hù)，受到了現(xiàn)場(chǎng)用戶的高度認(rèn)可。
優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品生產(chǎn)離不開對(duì)過程液位的精準(zhǔn)控制。鋰電池是核心基礎(chǔ)工業(yè)的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，在各個(gè)領(lǐng)域均發(fā)揮著重要應(yīng)用。VEGA擁有多款物位產(chǎn)品，能夠輕松應(yīng)對(duì)鋰電池行業(yè)測(cè)量任務(wù)中的各項(xiàng)挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全與高效運(yùn)行。
（轉(zhuǎn)載）
