Dalam manufaktur baterai energi baru, filtrasi slurry elektroda secara langsung memengaruhi stabilitas pelapisan, kualitas elektroda, operasi peralatan, dan pemanfaatan material. Aglomerat kecil, partikel logam, slurry kering, atau kontaminan asing dapat menyebabkan cacat pelapisan, pengiriman slurry yang tidak stabil, penyumbatan filter, dan pemborosan material yang tidak perlu.

Salah satu produsen baterai mengalami ketidakstabilan umpan slurry selama proses pelapisan elektroda. Pelanggan telah memasang peralatan filtrasi, tetapi fluktuasi yang sering masih terjadi di dekat mesin pelapis. Pengaturan filtrasi yang ada tidak dapat secara efektif menyeimbangkan penghilangan kontaminan, stabilitas aliran, dan masa pakai filter.

Alih-alih hanya merekomendasikan kartrid filter yang lebih halus, Pullner meninjau lini produksi aktual pelanggan, rute sirkulasi slurry, posisi filtrasi, pengaturan peralatan, dan masalah operasi. Berdasarkan analisis di tempat, Pullner mengusulkan solusi filtrasi gabungan dan optimasi perpipaan menggunakan kartrid filter mesh untuk perlindungan hulu dan tiga filter kapsul kartrid tunggal PRI yang dipasang secara paralel sebelum mesin pelapis.

Sistem yang dioptimalkan membantu pelanggan meningkatkan stabilitas pelapisan, mengurangi kehilangan slurry, melindungi peralatan produksi, dan menurunkan biaya operasi manufaktur baterai secara keseluruhan.

Pelanggan menggunakan slurry elektroda dalam proses pelapisan baterai berkelanjutan. Selama produksi, slurry perlu melewati sistem pengiriman dan filtrasi sebelum masuk ke mesin pelapis.

Namun, beberapa masalah memengaruhi operasi normal:

• Aliran slurry yang tidak stabil sebelum proses pelapisan

• Kinerja pelapisan yang tidak merata disebabkan oleh kontaminan atau aglomerat

• Penyumbatan filter hilir yang cepat

• Fluktuasi tekanan berlebihan pada jalur pengiriman slurry

• Penghentian jalur yang sering untuk penggantian dan pembersihan filter

• Slurry yang tersisa di dalam filter dan perpipaan selama perawatan

• Peningkatan limbah material baterai bernilai tinggi

Pelanggan awalnya mempertimbangkan untuk mengganti filter yang ada dengan produk filtrasi yang lebih halus. Namun, hanya menggunakan filter yang lebih halus tidak serta merta menyelesaikan masalah. Jika partikel besar dan aglomerat tidak dihilangkan terlebih dahulu, filter tahap akhir dapat tersumbat dengan cepat, menciptakan tekanan diferensial yang lebih tinggi dan membuat pengiriman slurry semakin tidak stabil.

Oleh karena itu, Pullner merekomendasikan untuk mengevaluasi seluruh lini produksi daripada hanya berfokus pada satu kartrid filter.

Tim teknis Pullner meninjau bagian persiapan slurry, transfer, pra-filtrasi, sirkulasi, dan pelapisan pelanggan.

Analisis menunjukkan bahwa pengaturan filtrasi asli tidak memberikan perlindungan bertahap yang memadai. Kontaminan yang lebih besar dan aglomerat slurry masuk ke bagian filtrasi hilir, meningkatkan beban pada filter yang dipasang di dekat mesin pelapis.

Pada saat yang sama, konfigurasi perpipaan asli tidak memberikan kapasitas filtrasi yang cukup untuk operasi berkelanjutan yang stabil. Ketika resistansi filter hilir meningkat, tekanan dan laju aliran slurry berfluktuasi, yang memengaruhi konsistensi slurry yang dipasok ke mesin pelapis.

Oleh karena itu, masalah utama tidak disebabkan oleh satu kartrid filter. Itu adalah hasil gabungan dari posisi filtrasi, distribusi kontaminan, area filtrasi yang tersedia, pengaturan perpipaan, dan aliran operasi aktual.

Berdasarkan temuan ini, Pullner mengembangkan solusi filtrasi dua tahap bersama dengan proposal modifikasi perpipaan.

Peningkatan pertama adalah memasang kartrid filter mesh di hulu bagian pra-filtrasi yang ada.

Kartrid filter mesh digunakan untuk mencegat partikel yang lebih besar, fragmen slurry kering, aglomerat, dan kontaminan kasar lainnya sebelum masuk ke sistem filtrasi hilir.

Dibandingkan dengan langsung menggunakan kartrid filter halus di posisi ini, kartrid mesh memberikan beberapa keuntungan praktis:

• Kekuatan mekanik tinggi

• Penurunan tekanan awal rendah

• Kinerja stabil di bawah kondisi sirkulasi slurry

• Penghilangan kontaminan kasar yang efektif

• Mengurangi beban kontaminan pada filter hilir

• Inspeksi dan pembersihan mudah bila diperlukan

• Masa pakai lebih lama untuk tahap filtrasi akhir

Perlindungan hulu ini mencegah kontaminan kasar menyumbat filter di dekat mesin pelapis dengan cepat. Ini juga membantu menstabilkan tekanan diferensial di seluruh sistem filtrasi.

Peringkat filtrasi dan struktur kartrid mesh dipilih sesuai dengan karakteristik slurry pelanggan, kondisi kontaminan, persyaratan aliran, dan target filtrasi hilir.

Peningkatan kedua dilakukan di saluran masuk mesin pelapis.

Pullner merekomendasikan pemasangan tiga filter kapsul kartrid tunggal PRI secara paralel sebelum slurry masuk ke mesin pelapis. Konfigurasi paralel meningkatkan area filtrasi yang tersedia dan membagi total aliran slurry di antara tiga unit filtrasi.

Dibandingkan dengan satu jalur filter, pengaturan tiga filter paralel memberikan beberapa manfaat:

• Beban aliran lebih rendah pada setiap filter individu

• Penurunan tekanan yang lebih rendah di tahap filtrasi

• Pengiriman slurry yang lebih stabil ke mesin pelapis

• Peningkatan kapasitas penahanan kotoran total

• Masa pakai filter lebih lama

• Frekuensi gangguan produksi berkurang

• Perawatan dan penggantian filter lebih mudah

• Fleksibilitas operasi yang ditingkatkan

Filter kapsul PRI menggabungkan kartrid filter dan rumah ke dalam unit filtrasi terintegrasi. Struktur ringkasnya membantu mengurangi pekerjaan instalasi yang rumit dan membuat penggantian filter lebih nyaman.

Untuk aplikasi slurry baterai, konfigurasi filter internal dapat disesuaikan sesuai dengan komposisi slurry, peringkat filtrasi yang dibutuhkan, viskositas, laju aliran, tekanan, suhu, dan persyaratan kompatibilitas kimia.

Desain paralel sangat penting dalam proyek ini. Alih-alih memaksa seluruh aliran produksi melalui satu filter, slurry didistribusikan melalui tiga unit filtrasi PRI. Ini mengurangi resistansi filtrasi setiap cabang dan mendukung pasokan yang lebih stabil ke proses pelapisan.

Pemilihan produk hanyalah satu bagian dari proyek. Pullner juga membantu pelanggan dalam mengoptimalkan perpipaan filtrasi.

Modifikasi berfokus pada peningkatan distribusi aliran slurry, pengurangan area retensi yang tidak perlu, dan memastikan bahwa tiga filter paralel beroperasi dalam kondisi seimbang.

Optimasi termasuk meninjau:

• Posisi pemasangan filter

• Pengaturan cabang perpipaan

• Arah masuk dan keluar

• Distribusi aliran antar filter paralel

• Posisi katup

• Titik pemantauan tekanan

• Prosedur penggantian filter

• Drainase dan pemulihan slurry

• Akses pembersihan dan perawatan

Perpipaan yang seimbang penting karena sistem paralel yang dirancang dengan buruk dapat menyebabkan distribusi aliran yang tidak merata. Satu filter mungkin membawa aliran lebih tinggi daripada yang lain, mengakibatkan penyumbatan lebih cepat dan tekanan operasi yang tidak stabil.

Oleh karena itu, Pullner mempertimbangkan produk filtrasi dan pengaturan perpipaan aktual. Ini memungkinkan tiga filter kapsul PRI bekerja sebagai satu tahap filtrasi yang terkoordinasi alih-alih tiga filter independen dengan beban yang tidak merata.

Jalur yang dimodifikasi juga membuat perawatan lebih nyaman dan mengurangi jumlah slurry yang tersisa di dalam sistem filtrasi selama penggantian filter.

Setelahpra-filter mesh, tigafilter kapsul PRIparalel, dan pengaturan perpipaan yang dioptimalkan dipasang, pelanggan melakukan pengujian produksi dalam kondisi operasi aktual.

Sistem filtrasi menunjukkan kinerja tekanan dan aliran yang lebih stabil. Kontaminan yang lebih besar dicegat oleh filter mesh hulu, sementara filter kapsul PRI memberikan filtrasi akhir yang terkontrol sebelum mesin pelapis.

Pelanggan melaporkan peningkatan yang jelas dalam proses pelapisan:

• Pengiriman slurry menjadi lebih stabil

• Fluktuasi pelapisan berkurang

• Penyumbatan filter lebih jarang terjadi

• Gangguan produksi berkurang

• Limbah slurry selama perawatan berkurang

• Peralatan hilir menerima perlindungan yang lebih baik

• Operasi filtrasi menjadi lebih mudah dikelola

Jalur filtrasi yang dioptimalkan membantu pelanggan mengurangi kehilangan slurry baterai yang berharga. Ini juga mengurangi biaya tidak langsung yang terkait dengan cacat pelapisan, pembersihan peralatan, penggantian filter, waktu henti produksi, dan material elektroda yang ditolak.

Yang terpenting, proyek ini meningkatkan stabilitas lini pelapisan secara keseluruhan daripada hanya menyelesaikan satu masalah filtrasi sementara.

Proyek ini berhasil karena solusinya didasarkan pada proses produksi aktual pelanggan.

Filtrasi slurry baterai tidak dapat ditentukan hanya dari nomor model filter atau peringkat mikron nominal. Viskositas slurry, kandungan padat, distribusi partikel, kondisi aglomerat, laju aliran, tekanan, desain perpipaan, persyaratan pelapisan, dan prosedur pembersihan semuanya dapat memengaruhi kinerja filtrasi.

Memasang filter yang lebih halus tanpa menganalisis kondisi ini dapat mengakibatkan penyumbatan cepat, penurunan tekanan berlebihan, masa pakai pendek, dan pasokan slurry yang tidak stabil.

Dalam kasus ini, Pullner menggunakan strategi filtrasi bertahap:

1. Kartrid filter mesh menghilangkan kontaminan yang lebih besar sebelum pra-filtrasi.

2. Tiga filter kapsul PRI paralel memberikan filtrasi akhir yang stabil sebelum pelapisan.

3. Pengaturan perpipaan dimodifikasi untuk meningkatkan keseimbangan aliran dan kondisi perawatan.

Kombinasi produk filtrasi dan optimasi teknik memungkinkan pelanggan mencapai hasil yang lebih praktis dan berkelanjutan.

Pullner menyediakan produk filtrasi yang disesuaikan dan dukungan teknis untuk proses manufaktur baterai lithium-ion dan energi baru, termasuk:

• Filtrasi slurry katoda

• Filtrasi slurry anoda

• Filtrasi lini pelapisan elektroda

• Filtrasi transfer dan sirkulasi slurry

• Pra-filtrasi bahan baku

• Filtrasi elektrolit

• Filtrasi cairan proses

• Filtrasi cairan pembersih

Solusi yang tersedia meliputi kartrid filter mesh, kartrid filter berlipat, filter stainless steel, filter kapsul, rumah filter, dan sistem filtrasi paralel yang disesuaikan.

Pullner dapat mengevaluasi sifat slurry pelanggan, aliran operasi, peringkat filtrasi, tekanan, suhu, peralatan yang ada, dimensi perpipaan, ruang instalasi, dan persyaratan penggantian filter sebelum merekomendasikan solusi yang sesuai.

Alih-alih memilih filter hanya sesuai dengan nomor model, Pullner berfokus pada proses filtrasi lengkap. Pengujian sampel dan validasi batch kecil juga dapat diatur sebelum penggunaan produksi skala penuh.

Untuk informasi lebih lanjut tentang filtrasi slurry baterai dan solusi filter kapsul PRI, silakan kunjungi www.pullnerfilter.com.