Pri výrobe moderných lítium-iónových batérií vo veľkom meradle proces vstrekovania elektrolytu priamo určuje konečný elektrochemický výkon batérie, konzistenciu produktu a rozhodujúci bezpečnostný konečný výsledok. To kladie nielen extrémne vysoké požiadavky na presné riadenie merania zariadení na vstrekovanie tekutín, ale predstavuje aj vážne výzvy pre dlhodobú stabilitu jeho základných komponentov. Pri skutočnej výrobe s vysokým zaťažením sú hexafluorofosfát lítny a rôzne vysoko polárne organické rozpúšťadlá obsiahnuté v elektrolyte lítiovej batérie extrémne korozívne. Pri dlhodobej vysokofrekvenčnej a vysoko presnej prevádzke tradičných komponentov na prepravu kovových tekutín je ľahké vytvoriť malé medzery v dôsledku elektrochemickej korózie a mechanického opotrebovania, čo zase spôsobuje bolesť hlavy z odkvapkávania elektrolytu. To vedie nielen k zbytočným stratám drahých surovín a častým odstávkam zariadení kvôli údržbe, ale môže to tiež znečistiť prostredie dielne v dôsledku prchavosti elektrolytu, čo spôsobuje vážne bezpečnostné riziká a v konečnom dôsledku znižuje výnosnosť celej výrobnej linky.

Na zásadné preklenutie tejto technologickej medzery sa tradičná povrchová úprava kovov alebo procesy povrchovej úpravy stali nedostatočnými. Zavedenie keramického jadra ventilu so zirkóniovou štruktúrou prinieslo revolúciu vo vede o materiáloch do komponentov riadenia tekutiny v jadre vstrekovacieho čerpadla. Ako zástupca pokročilej konštrukčnej keramiky je zirkón v priemysle známy ako „keramická oceľ“. Má nielen lomovú húževnatosť a pevnosť v ohybe, ktorá ďaleko prevyšuje konvenčnú keramiku s podporou fázovo zmeneného tuhnutia, ale má aj bezkonkurenčnú chemickú inertnosť. Pri dlhodobom priamom kontakte so silnými kyselinami, silnými alkáliami a vysoko korozívnymi elektrolytmi batérií sa zirkónová keramika nerozpustí, neoxiduje ani chemicky nereaguje, čím sa úplne odstráni riziko zlyhania konštrukcie spôsobeného koróziou z fyzikálnych aj chemických zdrojov.

1. Zirkónový keramický ventil Výkon jadra a analýza materiálu

V oblasti presného riadenia tekutín je jadro ventilu jadrom, ktoré odoláva vysokofrekvenčnému šmyku, treniu a chemickej erózii a výber materiálu je rozhodujúci. Prečo sa priemysel nakoniec zameral na zirkónovú keramiku a veľmi jej dôveroval v drsných pracovných podmienkach lítium-iónových vstrekovacích čerpadiel? Odpoveď môžeme nájsť v jeho tvrdom materiáli.

• Jedinečný mikroskopický materiál a mechanizmus tuhnutia so zmenou fázy: Zirkónová keramika má jedinečnú štruktúru kryštálovej fázy (ako je čiastočne stabilizovaný zirkón PSZ). Keď je materiál vystavený vonkajšej sile a mikrotrhliny sa roztiahnu, koncentrácia napätia vyvolá lokálnu transformáciu kryštalickej fázy (tetragonálna fáza sa premení na monoklinickú fázu) a sprievodná objemová expanzia stlačí a uzavrie trhliny, čím sa prejaví extrémne vysoká lomová húževnatosť a odolnosť proti nárazu. To úplne mení stereotyp ľudí o tradičnej keramike ako o „krehkej a ľahko zrútiteľnej“.

Presná tabuľka výkonu keramického materiálu Zhufa

• Mimoriadne odolný voči kyselinám, zásadám a chemikáliám: Vzhľadom na vysoko korozívnu lítiovú soľ v elektrolyte má oxid zirkoničitý takmer inertnú chemickú stabilitu a nespôsobí zrážanie iónov, ktoré by znečistilo elektrolyt ako kovy.
• Mimoriadne vysoká odolnosť proti opotrebovaniu a samomazacie vlastnosti: Mohsova tvrdosť je na druhom mieste za diamantom a karbidom kremíka a jej extrémne nízky koeficient trenia umožňuje udržiavať hladkosť tesniaceho povrchu na úrovni nanometrov počas vysokofrekvenčných vratných pohybov niekoľko desiatokkrát za minútu.
• Tepelná stabilita na mikrónovej úrovni: Koeficient lineárnej rozťažnosti sa zhoduje s koeficientom niektorých kovov a nie je náchylný na tepelnú deformáciu, keď sa pri vysokorýchlostnej prevádzke vytvára trenie a teplo, čo zaisťuje presnosť hmotnosti dlhodobého vstrekovania kvapaliny.

2. Materiál jadra ventilu viacrozmerné porovnanie konkurenčných produktov

Aby sa jasnejšie demonštrovali ohromné výhody zirkónovej keramiky pri aplikácii lítium-iónových kvapalinových vstrekovacích čerpadiel, nasledujúca tabuľka poskytuje horizontálne a viacrozmerné porovnanie medzi tradičnými kovovými jadrami ventilov, keramickými ventilovými jadrami z oxidu hlinitého a presnými zirkónovými keramickými ventilovými jadrami Chihfa:

3. Gratulujem Presnosť podporovaná technológiou materiálov

V reakcii na bod bolesti v jadre pri kvapkaní elektrolytu dosiahlo zirkónové keramické jadro ventilu skutočný "dlhodobý nulový únik" vďaka svojej extrémnej tvrdosti materiálu a ultra vysokej presnosti spracovania povrchu. Pri vysokofrekvenčnom a vysokorýchlostnom vstrekovacom cykle odlupovacieho trenia jadro kovového ventilu často trpí škrabancami a škrabancami v dôsledku únavy kovu a abrazívneho opotrebovania na mikroúrovni, čím sa ničí pôvodné tesniace rozhranie. Drsnosť a guľatosť povrchu zirkónových keramických dielov s extrémne vysokou hustotou v kombinácii s moderným presným bezhrotým brúsením a procesmi brúsenia a leštenia na nanoúrovni môžu dosiahnuť extrémne vysoké limity procesu. To znamená, že medzi keramickým jadrom ventilu a keramickým puzdrom ventilu môže byť vytvorené extrémne tesné zrkadlové lícovanie. Netreba sa spoliehať na gumové tesnenia, ktoré sú náchylné na starnutie. Iba fyzikálne samomazacie vlastnosti samotného materiálu a extrémne úzka štrbina môžu zabezpečiť presné meranie a absolútne utesnenie každého mikrovstreku. Presnosť tesniaceho povrchu na mikrónovej úrovni môže byť zachovaná aj po desiatkach miliónov cyklov.

Pre moderných výrobcov zariadení na lítiové batérie a výrobcov batérií, ktorí sa usilujú o extrémne znižovanie nákladov, zlepšovanie efektívnosti a inteligentnú výrobu, nie je použitie vysokokvalitných keramických jadier ventilov so zirkónom len jednoduchou výmenou spotrebného materiálu, ale kľúčovou stratégiou na zlepšenie spoľahlivosti základného zariadenia a vybudovanie zelenej a bezpečnej výrobnej bariéry. Výrazne predlžuje dobu bezproblémovej nepretržitej prevádzky (MTBF) čerpadla na vstrekovanie kvapaliny, čím oslobodzuje podniky od neefektívnej prevádzky a údržby častého obstarávania tesnení a vypínania na výmenu jadier ventilov, čím sa maximalizuje potenciál výrobnej kapacity.

Ako profesionálny inteligentný výrobca hlboko zapojený do oblasti pokročilých keramických materiálov, Zhejiang 祝 Fa Precision Ceramics sa vždy zaviazala poskytovať vysoko presné konštrukčné keramické riešenia pre nový energetický priemysel. Jadro ventilu vstrekovacieho čerpadla Zhufa Ceramics vyrobené na mieru, spoliehajúc sa na dôslednú technológiu práškového formovania a špičkové možnosti presného obrábania, dosahuje nielen medzinárodnú pokročilú úroveň z hľadiska rozmerovej konzistencie a mikroúpravy, ale prešlo aj prísnym overovaním strojov mnohými poprednými výrobcami zariadení na lítiové batérie. Posilňovaním vybavenia lítiových batérií s materiálovou technológiou, úplne prekonáva problém tvrdohlavého odkvapkávania a robí každé vstrekovanie presným.