في عملية إنتاج بطاريات الليثيوم، يلعب كل من الفرن الصندوقي وفرن الموف، باعتبارهما من معدات التدفئة المستخدمة بشكل شائع، دورًا فريدًا. هناك اختلافات كبيرة بينهما في البنية ومبدأ العمل وخصائص الأداء وسيناريوهات التطبيق.
1-خصائصفرن صندوقي
(1) الهيكل والتصميم
يتكون الفرن من نوع الصندوق عادة من صندوق وعنصر تسخين وطبقة عازلة وباب فرن ونظام تحكم. الصندوق مصنوع من مادة معدنية مقاومة للحرارة العالية والتآكل، مع إحكام جيد واستقرار. يتم تثبيت عنصر التسخين بشكل عام في الجزء السفلي أو الجانبي من الصندوق، ويحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية لتوفير بيئة تدفئة موحدة في الفرن. توجد طبقة العزل داخل الصندوق للعب دور العزل الحراري وتقليل فقدان الحرارة وتحسين كفاءة الطاقة. تصميم باب الفرن سهل التشغيل ويمكن فتحه وإغلاقه يدويًا أو تلقائيًا لتسهيل دخول وخروج المواد.
(2) مبدأ العمل
مبدأ عمل الفرن الصندوقي هو استخدام الحرارة المتولدة من عنصر التسخين لتسخين الهواء في الفرن من خلال نقل الحرارة، وذلك لتحقيق تسخين المواد. أثناء عملية التسخين، يشكل الهواء في الفرن الحمل الحراري، بحيث يتم توزيع الحرارة بالتساوي. يمكن للفرن الصندوقي ضبط درجة الحرارة في الفرن من خلال التحكم في قوة ووقت تسخين عنصر التسخين لتحقيق الطلب على التسخين لمواد مختلفة.
(3) التحكم في درجة الحرارة
إن التحكم في درجة حرارة الفرن الصندوقي مرن ويمكن تعديله بدقة وفقًا لمتطلبات عملية الإنتاج. بشكل عام، يتم استخدام أجهزة قياس الحرارة أو أجهزة استشعار درجة الحرارة لمراقبة درجة الحرارة في الفرن، ويتم تحقيق التحكم التلقائي في عناصر التسخين من خلال نظام التحكم. يتراوح نطاق درجة حرارة الفرن الصندوقي عادةً من درجة حرارة الغرفة إلى حوالي 1000 درجة مئوية، مما يمكن أن يلبي احتياجات التسخين لمراحل مختلفة في عملية إنتاج بطاريات الليثيوم.
(4) سيناريوهات التطبيق
يستخدم فرن الصندوق على نطاق واسع في عمليات التجفيف والتلدين والتلدين وغيرها من عمليات مواد أقطاب بطارية الليثيوم. في عملية تجفيف مواد أقطاب بطارية الليثيوم، يمكن لفرن الصندوق توفير بيئة درجة حرارة مستقرة، وإزالة الماء والمواد المتطايرة في المادة، وضمان جودة المادة. في عملية التلدين والتلدين، يمكن لفرن الصندوق التحكم في درجة حرارة التسخين ووقته لجعل مادة القطب تصل إلى حالة التبلور المثالية وتحسين أداء المادة.
2-خصائصفرن الموف
(1) الهيكل والتصميم
يتكون فرن الموف بشكل أساسي من جسم الفرن وحجرة الفرن وعنصر التسخين وباب الفرن والمدخنة ونظام التحكم. يتكون جسم الفرن من مواد مقاومة للحرارة العالية والتآكل، والفرن مزود ببطانة سيراميك مقاومة للحرارة العالية لحماية جسم الفرن وعناصر التسخين. يتم تثبيت عنصر التسخين بشكل عام في الجزء السفلي أو الجانبي من الفرن، ويوفر بيئة عالية الحرارة للفرن عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية. التصميم الفريد لباب الفرن محكم الغلق ويمكن فتحه وإغلاقه يدويًا أو تلقائيًا. تقع المدخنة في الجزء العلوي من الفرن وتستخدم لإخراج غاز العادم والدخان الناتج عن الاحتراق في الفرن.
(2) مبدأ العمل
مبدأ عمل فرن الموف هو استخدام الحرارة المتولدة من عنصر التسخين لتسخين المواد الموجودة في الفرن من خلال الإشعاع الحراري. أثناء عملية التسخين، يشكل الهواء الموجود في الفرن الحمل الحراري، بحيث يتم توزيع الحرارة بالتساوي. يمكن لفرن الموف ضبط درجة الحرارة في الفرن من خلال التحكم في قوة عنصر التسخين ووقت التسخين لتحقيق متطلبات التسخين للمواد المختلفة.
(3) التحكم في درجة الحرارة
إن التحكم في درجة حرارة فرن الموف أكثر دقة ويمكن تعديله بدقة وفقًا لمتطلبات عملية الإنتاج. بشكل عام، يتم استخدام أجهزة قياس الحرارة أو أجهزة استشعار درجة الحرارة لمراقبة درجة الحرارة في الفرن، ويتم تحقيق التحكم التلقائي في عناصر التسخين من خلال نظام التحكم. يتراوح نطاق درجة حرارة فرن الموف عادةً من درجة حرارة الغرفة إلى حوالي 1500 درجة مئوية، مما يمكن أن يلبي احتياجات التسخين بدرجة حرارة عالية في عملية إنتاج بطاريات الليثيوم.
(4) سيناريوهات التطبيق
يستخدم فرن الموف بشكل أساسي في التلدين والصهر والتحلل الحراري لمواد أقطاب بطارية الليثيوم عند درجات حرارة عالية. في عملية التلدين لمواد أقطاب بطارية الليثيوم عند درجات حرارة عالية، يمكن لفرن الموف توفير بيئة عالية الحرارة وعالية الطاقة، بحيث يمكن لمادة القطب تحقيق حالة التبلور المثالية وتحسين أداء المادة. في عملية الصهر والتحلل الحراري، يمكن لفرن الموف جعل مادة القطب تخضع لتفاعل كيميائي وتوليد مواد جديدة من خلال التحكم في درجة حرارة التسخين والوقت.
3. الفرق بين الفرن الصندوقي وفرن الموف
(1) طريقة التسخين
يستخدم فرن الصندوق بشكل أساسي الحرارة المتولدة من عنصر التسخين لتسخين المادة من خلال الحمل الحراري الهوائي، بينما يستخدم فرن الموف بشكل أساسي الإشعاع الحراري لتسخين المادة. وهذا يسمح لفرن الموف بنقل الحرارة إلى المادة بشكل أسرع أثناء عملية التسخين، مما يحسن كفاءة التسخين.
(2) توحيد درجة الحرارة
إن اتساق درجة الحرارة في فرن الصندوق جيد نسبيًا، ويشكل الهواء في الفرن الحمل الحراري، بحيث يتم توزيع الحرارة بالتساوي. نظرًا لموضع عنصر التسخين وتأثير الإشعاع الحراري، فإن توزيع درجة الحرارة في فرن الموف غير متساوٍ نسبيًا، وهناك فرق معين في درجة الحرارة بين مركز وحافة الفرن.
(3) سرعة التسخين
سرعة تسخين فرن الموف سريعة، ويمكنه الوصول إلى درجة حرارة عالية في وقت قصير. سرعة تسخين فرن الصندوق بطيئة نسبيًا، ويستغرق الأمر وقتًا طويلاً للوصول إلى درجة الحرارة المحددة.
4. حالات تطبيق الفرن الصندوقي وفرن الموف في إنتاج بطاريات الليثيوم
(1) تطبيق فرن الصندوق في تجفيف مواد أقطاب بطارية الليثيوم
في عملية تجفيف مواد أقطاب بطارية الليثيوم، يمكن لفرن الصندوق توفير بيئة درجة حرارة مستقرة لإزالة الماء والمواد المتطايرة في المادة. من خلال التحكم في درجة حرارة التسخين والوقت، يمكن لفرن الصندوق جعل مادة القطب تصل إلى الحالة الجافة المثالية وتحسين جودة وأداء المادة.
(2) تطبيق فرن الموف في التلبيد عالي الحرارة لمواد أقطاب بطارية الليثيوم
في عملية التلبيد عالية الحرارة لمواد أقطاب بطارية الليثيوم، يمكن لفرن الموف توفير بيئة عالية الحرارة وعالية الطاقة، بحيث يمكن لمواد الأقطاب الوصول إلى حالة التبلور المثالية. من خلال التحكم في درجة حرارة التسخين والوقت، يمكن لفرن الموف جعل مادة الأقطاب تخضع لتفاعل كيميائي، وتوليد مواد جديدة، وتحسين أداء المادة.
(3) الاستخدام المشترك لفرن الصندوق وفرن الموف في إنتاج بطاريات الليثيوم
في عملية إنتاج بطاريات الليثيوم، يمكن الجمع بين أفران الصناديق وأفران الموف لإعطاء اللعب لمزايا كل منهما. على سبيل المثال، في عملية تجفيف وتلبيد مواد أقطاب بطارية الليثيوم، يمكن تجفيف فرن الصناديق أولاً، ثم نقل المادة إلى فرن الموف للتلبيد في درجات حرارة عالية، وبالتالي تحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.
5. الخاتمة
يتميز كل من الفرن الصندوقي وفرن الموف بخصائص مختلفة وسيناريوهات تطبيق مختلفة في إنتاج بطاريات الليثيوم. يستخدم الفرن الصندوقي بشكل أساسي لعملية درجة حرارة التسخين المنخفضة وعملية التسخين البطيئة، مع اتساق جيد في درجة الحرارة وسرعة تسخين بطيئة. يستخدم فرن الموف بشكل أساسي لعملية درجة حرارة التسخين العالية وسرعة التسخين السريعة، ويتميز بسرعة التسخين السريعة ودرجة الحرارة غير المتساوية.
