Spezialgas-Schrank für Silizium-Anodenmaterial

Angesichts der rasanten Entwicklung im Bereich der neuen Energien haben Innovationen in der Lithium-Batterietechnologie den Fokus der Industrie erlangt. Silizium-Anodenmaterialien, die aufgrund ihrer hohen theoretischen spezifischen Kapazität geschätzt werden, gelten als entscheidend für die Erhöhung der Energiedichte von Lithium-Batterien und sollen einen neuen Technologiesprung vorantreiben.

Der Produktionsprozess von Silizium-Anodenmaterialien ist jedoch äußerst komplex und stellt strenge Anforderungen an die Zufuhr und Steuerung von Spezialgasen. Innerhalb dieses Systems beeinflusst der Spezialgas-Schrank – als Kernkomponente des Spezialgassystems – durch seine Leistungsfähigkeit direkt die Sicherheit und Stabilität der Produktion.

Als führendes Unternehmen in der Branche der Spezialgassteuerung nutzt Wofly Technology jahrelange technische Expertise und Innovation, um leistungsstarke Spezialgasschränke zu entwickeln, die speziell auf die Produktion von Silizium-Anodenmaterialien zugeschnitten sind. Diese Schränke gewährleisten nicht nur die Sicherheit der Produktion, sondern ermöglichen es der Industrie auch, die Produktionseffizienz und Produktqualität zu verbessern.

Herausforderungen durch Spezialgase bei der Herstellung von Silizium-Anodenmaterialien

Silangas (SiH₄) spielt eine unverzichtbare Rolle bei der Herstellung von Silizium-Anodenmaterialien. Durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD) bildet es eine leitfähige Kohlenstoffschicht auf der Oberfläche von Siliziumpartikeln und verbessert dadurch die Zyklenfestigkeit von Batterien erheblich. Allerdings ist Silangas äußerst reaktiv und selbstentzündlich und kann in Luft leicht verbrennen oder sogar explodieren. Der Transport und die Steuerung von Silangas stellen daher wesentliche technische Engpässe bei der Massenproduktion von Silizium-Anodenmaterialien dar.

Die Gewährleistung einer effizienten Nutzung dieses Spezialgases unter gleichzeitiger Beseitigung von Sicherheitsrisiken wie Leckagen, Verbrennung und Explosionen ist zu einer entscheidenden Herausforderung für die Industrie geworden.

Teil 1: Ultimative Abdichtung, Eliminierung von Leckagerisiken

Spezialgas-Schränke der Wofly Technology verwenden bei den Verbindungen die VCR-Metallabdichtungstechnologie. Bei diesem Verfahren kommen Metalldichtungen zum Einsatz, die eine Dichtheit mit einer Leckrate von bis zu 10⁻¹⁰ Pa·m³/s erreichen und somit praktisch das Risiko von Gasaustritten ausschließen. Bei der Materialauswahl werden Nickel-Legierungs-Dichtungen bevorzugt. Im Vergleich zu herkömmlichen Gewindeverbindungen reduziert diese Technik das Risiko von Mikroleckagen erheblich und bildet so die erste Verteidigungslinie beim Transport besonders gefährlicher Gase wie Silan.

Teil 2: Mehrschichtiger Schutz, Aufbau einer Sicherheitsfestung

Das Gasversorgungssystem arbeitet unter Überdruck. Bei Erkennung eines Gasaustritts leitet das System sofort einen Verdrängungsvorgang ein, um das austretende Gas rasch zu verdünnen und zu verhindern, dass es explosive Konzentrationen erreicht. Gleichzeitig integriert der Spezialgas-Schrank mehrere Sensoren, darunter Infrarotsonden, Temperatursensoren und Drucküberwachungen, um die Gasbedingungen umfassend in Echtzeit zu überwachen. Diese Daten werden über ein vollautomatisches Überwachungssystem verarbeitet, das nicht nur die Fernsteuerung ermöglicht, sondern auch bei Anomalien sofortige Warnungen ausgibt, wodurch die Betreiber über kritische Reaktionszeiten verfügen. Darüber hinaus gewährleistet ein Zwei-Leitungs-Redundanzdesign an den wichtigsten Knotenpunkten, dass selbst Einzelpunktfehler die Sicherheit der gesamten Gasversorgung nicht beeinträchtigen und somit kontinuierliche sowie stabile Produktionsprozesse garantiert sind.

Teil.3 Präzisionsfertigung sichert die Gasqualität

Bei den Produktionsprozessen setzt Wofly Technology auf Kalttrenntechnologie für die Rohrleitungsbearbeitung, wodurch eine Kontamination der Gase durch metallische Partikel, die bei der thermischen Trennung entstehen, vermieden wird. Gleichzeitig kommen vollautomatische Schweißanlagen zum Einsatz, bei denen eine strenge Qualitätskontrolle sicherstellt, dass jede Schweißnaht den Null-Fehler-Standard erfüllt. Dadurch wird das Risiko von Gasaustritten weiter verringert und die Reinheit sowie Qualität von Spezialgasen während des Transportprozesses gewährleistet.

Produktionssicherheit

Abgasreinigung: Erfüllung ökologischer Verantwortung

Wenn Silangas-Abgas ohne angemessene Behandlung direkt freigesetzt wird, entsteht Siliziumstaub sowie unverbrauchte brennbare Gase, was erhebliche Gefahren für Umwelt und Sicherheit darstellt.

Wofly Technology legt großen Wert auf den Prozess der Abluftbehandlung und hat hierfür eine umfassende Lösung entwickelt. Bei brennbaren Gasen wie Wasserstoff wird eine Verdünnungsausleitung eingesetzt, um die Konzentration unterhalb der unteren Explosionsgrenze zu senken und somit sichere und vorschriftskonforme Emissionen zu gewährleisten. Unsere Investitionen und Innovationen in der Abluftbehandlung unterstreichen nicht nur das unerschütterliche Engagement des Unternehmens für eine sichere Produktion, sondern spiegeln auch ein starkes Umweltbewusstsein wider.

Abgasreinigung

Branchenprobleme und die Reaktionsstrategie von Wofly Technology

Trotz der schrittweisen Reife der Silizium-Anodenmaterial-Technologie bestehen zwei große Herausforderungen bei der Massenproduktion: Erstens die nach wie vor hohen Gas kosten, wobei Spezialgase wie Silan 15–20 % der gesamten Materialkosten ausmachen. Die Optimierung von Prozessen zur Reduzierung des Gasverbrauchs hat sich zu einer dringenden Priorität entwickelt. Zweitens Sicherheitsbedenken im großen Maßstab. Mit der Ausweitung der Produktion wird die exakte Abstimmung von Gasströmungsgeschwindigkeiten, Rohrdurchmessern und Drücken immer kritischer. Zu hohe Durchflussraten können leicht Verbrennungs- oder Explosionsgefahren auslösen.

Aktiv Herausforderungen angehen

Einerseits betreiben wir eine intensive Forschung zu Produktionsprozessen, um integrierte „Gas-Anlagen“-Lösungen zu entwickeln. Durch die Optimierung der Gaszufuhr und Steuerungsstrategien für Spezialgas-Schränke reduzieren wir den Gasverbrauch effektiv und zielen auf eine Senkung der Gaskosten um 18 % ab. Andererseits bieten wir aufgrund umfangreicher ingenieurstechnischer Erfahrung und eines spezialisierten technischen Teams maßgeschneiderte Großserienproduktionslösungen für Kunden an. Basierend auf unterschiedlichen Produktionskapazitäten und Prozessanforderungen gestalten wir Rohrdurchmesser, Drücke und Gasdurchflussraten präzise, um eine sichere und stabile Gasversorgung auch bei Massenproduktion zu gewährleisten.