लिथियम बैटरी भट्टियों में सीआईसी घटकों के लिए लीओएच अधिक संक्षारक क्यों है?

लिथियम बैटरी सामग्री उत्पादन में,सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) घटकइनके कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है:

• उच्च तापमान स्थिरता
• उत्कृष्ट यांत्रिक शक्ति
• अच्छा थर्मल शॉक प्रतिरोध

हालाँकि, क्षेत्र का अनुभव दो सामान्य लिथियम स्रोतों के बीच एक बड़ा अंतर दिखाता है:

• Li₂CO₃ (लिथियम कार्बोनेट)
• LiOH (लिथियम हाइड्रॉक्साइड)

कई भट्टी प्रणालियों में:

LiOH वातावरण बहुत तेजी से क्षरण और कम SiC घटक जीवनकाल का कारण बनता है।

यह लेख बताता है कि क्यों LiOH SiC सामग्रियों के प्रति काफी अधिक आक्रामक है, खासकर उच्च तापमान वाले NCM उत्पादन वातावरण में।

LFP (LiFePO₄) उत्पादन आमतौर पर उपयोग करता है:

• लिथियम स्रोत के रूप में Li₂CO₃
• कम संक्षारण वातावरण
• मध्यम रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता

अवलोकन किया गया रोलर प्रदर्शन:

• स्थिर संचालन
• केवल सतही निक्षेपण
• सेवा जीवन ~2 वर्ष तक

एनसीएम उत्पादन आमतौर पर उपयोग करता है:

• LiOH लिथियम स्रोत के रूप में
• ऑक्सीकरण वातावरण
• उच्च तापमान प्रतिक्रियाशील गैस वातावरण

देखी गई समस्याएँ:

• सतह का गंभीर रूप से हिलना
• घनत्व में कमी
• आंतरिक संरचनात्मक गिरावट
• कुछ ही महीनों में रोलर फ्रैक्चर

संबंधित केस अध्ययन:

• एनसीएम उत्पादन में एसआईसी रोलर लाइफ कैसे सुधारें?

LiOH के अधिक संक्षारक होने का मुख्य कारण है:

ऊंचे तापमान पर LiOH अत्यधिक प्रतिक्रियाशील हो जाता है।

Li₂CO₃ के साथ तुलना:

LiOH अधिक आसानी से विघटित होता है और उत्पन्न करता है:

• प्रतिक्रियाशील लिथियम प्रजातियाँ
• मजबूत क्षारीय वातावरण
• पिघला हुआ लिथियम यौगिक

ये SiC सतहों पर सुरक्षात्मक ऑक्साइड परतों के विनाश को तेज करते हैं।

उच्च तापमान पर, SiC स्वाभाविक रूप से ऑक्सीकरण करता है:

$एसमैंसी+हे2\to एसमैंहे2$

परिणामी SiO₂ परत प्रारंभ में एक के रूप में कार्य करती है:

• सुरक्षात्मक बाधा
• प्रसार प्रतिरोध परत

हल्की परिस्थितियों में, यह परत आगे क्षरण को धीमा कर देती है।

LiOH आक्रामक रूप से SiO₂ परत पर हमला करता है।

ऊंचे तापमान पर:

LiOH विघटित होता है और लिथियम ऑक्साइड प्रजातियाँ उत्पन्न करता है।

ये SiO₂ के साथ प्रतिक्रिया करते हैं:

$एसमैंहे2+एलमैं2हे\to एलमैं2एसमैंहे3$

यह प्रतिक्रिया उत्पन्न करती है:

• लिथियम सिलिकेट्स
• पिघला हुआ प्रतिक्रिया चरण
• सुरक्षात्मक परत का लगातार विघटन

नतीजतन:

SiO₂ सुरक्षा परत स्थिर नहीं रह सकती।

यह तापमान क्षेत्र विशेष रूप से खतरनाक है क्योंकि:

लिथियम सिलिकेट नरम होने लगते हैं और आंशिक रूप से पिघलने लगते हैं।

पिघला हुआ चरण:

• सुरक्षात्मक ऑक्साइड परतें घुल जाती हैं
• अनाज की सीमाओं को भेदता है
• रासायनिक परिवहन को तेज करता है
• आंतरिक संक्षारण दर को बढ़ाता है

यह बताता है कि गंभीर संक्षारण आमतौर पर इनमें क्यों देखा जाता है:

• एनसीएम भट्ठा संक्रमण क्षेत्र
• रोलर मध्य-तापमान क्षेत्र
• उच्च-प्रतिक्रियाशीलता लिथियम वातावरण

LiOH के साथ तुलना:

ली₂CO₃:

• कम आक्रामक तरीके से विघटित होता है
• कम प्रतिक्रियाशील लिथियम प्रजातियों का उत्पादन करता है
• पिघले हुए चरण कम आसानी से बनते हैं

नतीजतन:

• संक्षारण अधिक धीरे-धीरे विकसित होता है
• सुरक्षात्मक SiO₂ अधिक स्थिर रहता है
• आंतरिक प्रवेश कम हो गया है

इसलिए:

एलएफपी भट्ठा सिस्टम आमतौर पर बहुत लंबा रोलर जीवनकाल दिखाते हैं।

एक बार जब सुरक्षात्मक परत विफल हो जाती है:

पिघला हुआ लिथियम यौगिक SiC संरचना में प्रवेश करता है।

प्रक्रिया बन जाती है:

देखे गए प्रभावों में शामिल हैं:

• बढ़ी हुई सरंध्रता
• अनाज की सीमा कमजोर होना
• घनत्व में कमी
• यांत्रिक शक्ति का ह्रास

अंततः इस ओर अग्रसर:

• किनारा टूटना
• संरचनात्मक विघटन
• रोलर फ्रैक्चर

सघन दबावरहित सिन्टरयुक्त सिलिकॉन कार्बाइड (SSiC) बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है क्योंकि इसमें:

• लगभग शून्य खुली सरंध्रता
• कोई निःशुल्क सिलिकॉन चरण नहीं
• सघन सूक्ष्म संरचना

यह सीमा:

• पिघला हुआ चरण प्रवेश
• आंतरिक प्रसार मार्ग
• अनाज सीमा पर हमला

उत्पाद लिंक:

• लिथियम बैटरी भट्ठों के लिए दबाव रहित सिन्जेड SiC रोलर रॉड्स

प्रतिक्रिया-बंधित SiC (RB-SiC) में शामिल हैं:

• अवशिष्ट मुक्त सिलिकॉन
• उच्चतर खुली सरंध्रता

मुक्त सिलिकॉन चरण बन जाता है:

संक्षारक लिथियम वातावरण के तहत एक कमजोर बिंदु।

इससे गति बढ़ती है:

• चयनात्मक क्षरण
• संरचनात्मक कमज़ोर होना
• आंतरिक क्षति का प्रसार

संबंधित आलेख:

• एक रासायनिक प्रसंस्करण संयंत्र को RB-SiC से SSiC में क्यों बदला गया?

संक्षारण प्रक्रिया केवल रासायनिक नहीं है।

जैसे-जैसे आंतरिक गिरावट बढ़ती है:

• घनत्व कम हो जाता है
• यांत्रिक शक्ति कम हो जाती है
• थर्मल तनाव प्रतिरोध कमजोर हो जाता है

एक ही समय पर:

थर्मल ग्रेडियेंट और समर्थन बाधाएं रोलर पर कार्य करना जारी रखती हैं।

यह संयुक्त प्रभाव अंततः उत्पन्न होता है:

• दरार की शुरुआत
• किनारे का छिलना
• रोलर फ्रैक्चर

संबंधित पढ़ना:

• सिलिकॉन कार्बाइड घटकों में थर्मल ग्रेडिएंट-प्रेरित तनाव

सुरक्षात्मक कोटिंग्स जैसे:

• Y₂O₃
• Al₂O₃
• सीवीडी SiC कोटिंग्स

पिघले हुए चरण के गीलेपन को कम कर सकता है।

उच्च-घनत्व एसएसआईसी का उपयोग प्रवेश मार्गों को न्यूनतम करता है।

निवास समय को कम करना:

700-800°C पिघला हुआ चरण क्षेत्र

क्षरण को काफी हद तक धीमा कर सकता है।

निगरानी करना:

• घनत्व परिवर्तन
• सतह का टूटना
• रोलर किनारे की क्षति
• आंतरिक पतन के लक्षण

संबंधित मार्गदर्शिका:

• सिलिकॉन कार्बाइड रोलर विफलता के शुरुआती लक्षणों की पहचान कैसे करें

मुख्य मुद्दा बस इतना ही नहीं है:

"LiOH संक्षारक है।"

वास्तविक तंत्र है:

LiOH सुरक्षात्मक SiO₂ परत को नष्ट कर देता है और पिघला हुआ लिथियम सिलिकेट चरण बनाता है जो आंतरिक गिरावट को तेज करता है।

यह संक्षारण को परिवर्तित करता है:

सतह ऑक्सीकरण

में:

गहरा संरचनात्मक हमला.

शानक्सी केगु एडवांस्ड मैटेरियल्स टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेडप्रदान करता है:

• उच्च घनत्व SSiC रोलर छड़ें
• संक्षारण प्रतिरोधी भट्ठा घटक
• सीवीडी-लेपित SiC समाधान
• लिथियम बैटरी भट्टों के लिए विफलता विश्लेषण
• थर्मल तनाव और संक्षारण अनुकूलन परामर्श

अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• एनसीएम उत्पादन भट्टियां
• एलएफपी भट्ठे
• सेमीकंडक्टर थर्मल सिस्टम
• उच्च तापमान संक्षारक वातावरण

संबंधित उत्पाद:

• एसएसआईसी रोलर रॉड्स
• SiC भट्ठा फर्नीचर समाधान

LiOH अधिक संक्षारक है क्योंकि यह:

• सुरक्षात्मक SiO₂ परतों के साथ आक्रामक रूप से प्रतिक्रिया करता है
• पिघला हुआ लिथियम सिलिकेट बनाता है
• SiC संरचनाओं में प्रवेश को तेज करता है
• उच्च तापमान पर आंतरिक गिरावट को बढ़ावा देता है

Li₂CO₃ वातावरण की तुलना में:

LiOH बनाता है:

• तेज़ संक्षारण
• उच्च संरचनात्मक क्षति
• कम घटक जीवनकाल

लिथियम बैटरी भट्ठा अनुप्रयोगों की मांग के लिए:

दीर्घकालिक SiC विश्वसनीयता के लिए सामग्री घनत्व, सतह इंजीनियरिंग और थर्मल प्रक्रिया अनुकूलन महत्वपूर्ण हैं।