L'application des capteurs de débit électromagnétiques dans l'industrie des batteries au lithium

Le processus initial de fabrication des batteries au lithium comprend principalement la synthèse et la préparation des matériaux d'électrode. Cette étape, qui nécessite le transport et le dosage d'importantes quantités d'acide, de base et de solutions salines, représente la phase la plus gourmande en ressources pour les débitmètres électromagnétiques.

Dans la production de précurseurs ternaires (NCM/NCA), des solutions salines telles que le sulfate de nickel, le sulfate de cobalt et le sulfate de manganèse doivent être introduites en continu dans le récipient de réaction dans des proportions strictes pour les réactions de coprécipitation avec la soude caustique liquide et l'eau ammoniacale.

La production de phosphate de fer lithié implique le mélange et la réaction de matières premières telles que le carbonate de lithium, l'acide phosphorique et les sels de fer.

Mesure du débit d'alimentation en matières premières : Le débitmètre électromagnétique mesure avec précision le débit d'alimentation de diverses matières premières et transmet les données au système de contrôle automatique pour obtenir un réglage en boucle fermée du rapport.

Surveillance du débit du liquide de réaction : Lors des procédés de frittage et de broyage à billes, les réactifs doivent être parfaitement mélangés. Le débitmètre électromagnétique contrôle le débit du liquide réactionnel afin de garantir l'homogénéité du mélange des oxydants, des réducteurs et des matières premières, améliorant ainsi la constance et l'efficacité du procédé.

Mesure du solvant : Pour la préparation des matériaux d'électrodes positives et négatives, on utilise souvent du NMP, de l'eau déminéralisée et d'autres solvants. Le débitmètre électromagnétique permet de contrôler la consommation de solvants lors de la production, facilitant ainsi la comptabilité analytique et le suivi du processus.

Dissolution des métaux et transport par réservoir : Pour le transport de liquides dans des sections telles que les réservoirs de dissolution de métaux, les réservoirs de cobalt liquide, les réservoirs de solution métallique, les réservoirs d'eau ammoniacale et les réservoirs de soude caustique, le débitmètre électromagnétique est responsable de la surveillance du débit et du contrôle du processus.

L'électrolyte est le « sang » des batteries au lithium, et son processus de préparation exige une résistance à la corrosion extrêmement élevée et une grande précision dans la mesure du débit.

Dosage des électrolytes : Dans l'extraction du lithium métallique ou des sels de lithium, le débitmètre électromagnétique est utilisé pour mesurer le débit des solvants et des liquides de réaction dans la canalisation afin d'assurer un contrôle précis du processus.

Mesure du solvant et des additifs : L'électrolyte est composé de sels de lithium, de solvants organiques et d'additifs. Le dosage précis de ses différents composants influe directement sur la fenêtre électrochimique et la conductivité ionique de l'électrolyte. Grâce à sa résistance à la corrosion, le débitmètre électromagnétique est largement utilisé pour la mesure du débit de divers électrolytes et solvants.

Surveillance de l'eau de refroidissement : Les lignes de production de matériaux pour batteries et les ateliers d'assemblage de cellules nécessitent d'importantes quantités d'eau de refroidissement pour maintenir les températures de process. Un débitmètre électromagnétique est utilisé pour contrôler le débit de l'eau de refroidissement en circulation, associé à des pompes à fréquence variable pour assurer une alimentation énergétique à la demande et ainsi réduire la consommation d'énergie.

Transport par eau pure : L'eau pure de process est un matériau auxiliaire important pour la production de batteries au lithium ; elle est utilisée pour le nettoyage et le dosage. Le débitmètre électromagnétique est adapté à la mesure du débit dans les canalisations de transport d'eau pure grâce à ses caractéristiques non polluantes et de haute précision.

Le processus de production des batteries au lithium génère des eaux usées complexes contenant des ions métalliques, des substances acides et alcalines et des solvants organiques.

Surveillance des rejets d'eaux usées : Dans la station d'épuration, les eaux usées contiennent une grande quantité d'ions métalliques et de particules solides, et sont hautement corrosives. Le débitmètre électromagnétique, dépourvu de composants susceptibles d'entraver l'écoulement du fluide, est parfaitement adapté aux milieux contenant des particules solides. Il permet de mesurer avec précision le débit des eaux usées et de fournir des données exactes pour les traitements ultérieurs, garantissant ainsi la conformité aux normes de rejet.

Contrôle du processus de traitement des eaux usées : Dans chaque section de traitement du système de traitement des eaux usées (telles que la neutralisation, la floculation et la sédimentation), le débitmètre électromagnétique est utilisé pour surveiller le flux de matières entre chaque réservoir et le dosage des produits chimiques de traitement, permettant ainsi un contrôle automatique du processus de traitement.

Principe technique : Grâce à l'adoption d'une technologie de régulation dynamique de l'alimentation, le mécanisme de veille au niveau de la puce ne s'active que pendant la collecte de données. Combiné à un algorithme de fréquence d'échantillonnage adaptatif, la consommation de courant en régime stationnaire chute au niveau du microampère -1. Le module d'alimentation composite intégré (une batterie lithium bisulfate-chlorure haute performance et un supercondensateur formant une unité d'alimentation hybride) peut assurer un fonctionnement continu pendant plusieurs années.

Scénarios d'application : Convient pour la surveillance des pipelines dans les zones industrielles isolées, l'étalonnage temporaire du débit des pipelines et les projets de rénovation d'usines anciennes.

Internet des objets intelligent : Intégrant les fonctions de transmission sans fil GSM/GPRS/NB-IoT/LoRa, il permet la collecte de données à distance, l'alarme d'anomalie et l'avertissement de niveau de batterie.

Avantages techniques : Grâce à l'adoption d'une technologie d'installation non intrusive, il est possible de réaliser une ouverture sous pression et une installation sans interruption, ce qui améliore considérablement l'efficacité de la construction.

Scénarios applicables : Principalement utilisé dans les points de surveillance de grand diamètre et à faible demande, tels que les grandes canalisations d'eau en circuit fermé et les points de rejet total des eaux usées.

Capteur de débit électromagnétique FM260