حلول الصمامات لأنظمة نقل ملاط بطاريات الليثيوم: معالجة التحديات المرتبطة بالمواد والعمليات

أدى النمو المتسارع في أسواق المركبات الكهربائية وتخزين الطاقة العالمية إلى زيادة الطلب بشكل كبير على معدات التحكم في السوائل عالية الأداء في تصنيع بطاريات الليثيوم-أيون. وتُعَدّ عجينة الإلكترود، وهي المادة الوسيطة الحاسمة في إنتاج الخلايا، تشكّل مجموعةً فريدةً من التحديات أمام مهندسي الصمامات: لزوجةٌ شديدة، ومواد صلبة معلَّقةٌ شديدة التآكل، ومتطلباتٌ دقيقةٌ جدًّا للتحكم في العمليات.

تتكوّن عجينة إلكترود بطارية الليثيوم من معلَّقٍ يحتوي على المواد الفعّالة (فوسفات الليثيوم والحديد، أو NCM، أو NCA)، والإضافات الموصلة (الكربون الأسود أو الجرافين)، والملصق المذاب في المذيب (عادةً ما يكون NMP — ن-ميثيل-٢-بيروليدون). وتتراوح اللزوجة عادةً بين ٢٠٠٠ و٣٠٠٠٠ ملي باسكال·ثانية، ويحتوي الخليط على كمّية وافرة من الجسيمات الصلبة ذات الأبعاد الميكرونية التي تتسبب في تآكلٍ شديدٍ لأجزاء الأنابيب الداخلية وأسطح إغلاق الصمامات.

يجب أن تراعي عملية اختيار الصمامات لخدمة ملاط البطاريات عدة متطلبات محددة: يجب أن تكون ممرات التدفق ناعمة وخالية من الأجزاء الميتة لمنع ترسب الملاط وانسداد الأنابيب؛ ويجب أن تكون أبعاد القطر الداخلي كافية ولا تحتوي على تضييقات مفاجئة قد تُغيّر الخصائص الرحيولوجية المُحكَمة بدقة للملاط؛ كما يجب أن توفر مواد الختم مقاومة عالية للتآكل والتوافق الكيميائي مع مذيب الـNMP.

لقد أدرك شركة AVM هذه الفرصة الناشئة في السوق. وقد تم تركيب صمامات الكرة والصمامات الحلزونية الصحية التابعة للشركة — والتي تتميز بتصميمها الخالي من الأجزاء الميتة، وببنائها ذي القطر الكامل، وبتشطيب سطحي عالي الجودة — بنجاح في عدة مشاريع جديدة لبطاريات الطاقة. إن التصنيع من الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة 316L مع تلميع الأسطح الداخلية لتصل إلى خشونة سطحية (Ra) أقل من ٠٫٤ ميكرومتر يقلل بشكل ملحوظ من ترسيب الجسيمات وتقدم ظاهرة التآكل.

عرضت شركة AVM في المعرض الصيني الدولي السابع عشر للبطاريات لعام 2025 حلولًا خاصة بالتحكم في تدفق السوائل، المصمَّمة خصيصًا لقطاع الطاقة الجديدة. وسلَّط موضوع المعرض — "ربط العالم، وتمكين الاقتصاد الأخضر، ودفع عجلة المستقبل" — الضوء على التأثير الهائل الذي تُمارسه ثورة تقنيات البطاريات على مصنِّعي المعدات في الحلقة العليا من سلسلة التوريد.

عادةً ما تُشغَّل صمامات أنظمة الطَّرْقَة بواسطة الهواء المضغوط لتحقيق استجابة سريعة ودمج سهل مع أنظمة التشغيل الآلي. وبجانب ذلك، تختلف بروتوكولات التنظيف اختلافًا جذريًّا عن أنظمة التنظيف المتكاملة المستخدمة في قطاعي الأغذية والصناعات الدوائية (CIP): فبما أن مذيب NMP متطايرٌ وسامٌ، فإن أنظمة الطَّرْقَة تعتمد على تنظيف غسل المذيبات بدلًا من التنظيف بالماء (CIP المائي)، ما يفرض متطلبات إضافية تتعلق بتوافق المواد المستخدمة في بناء الصمامات.

بالنسبة لمصنّعي البطاريات، فإن اختيار مورِّد صمامات معتمَد وفق معيار ISO 9001، ويمتاز بمجموعة منتجات شاملة ومراجع تطبيقية مُثبتة، يُعَدُّ أمراً حاسماً لضمان موثوقية نظام الملاط. وتضع الخبرة العميقة التي تمتلكها شركة AVM في مجال التحكم الهجيني في السوائل والالتزام بالابتكار المستمر الشركة في موقع شريكٍ متزايد القدرة لعملائها في قطاع الطاقة الجديدة.