复叠式制冷机组因其能够提供强劲、稳定、高效的深度冷却能力,已成为许多新能源关键工艺和测试环节的核心装备。其作用是为新能源产品的生产制造与性能验证提供必需的低温环境。
复叠式制冷机组在新能源电池领域的应用
1. 电池生产制造:
电极(负极)材料低温粉碎:
工艺需求: 石墨、硅碳等负极材料需要被粉碎至微米级。在常温下粉碎会产生热量,导致材料氧化、结构破坏,且容易团聚。
制冷方案: 复叠机组提供 -80°C 至 -100°C 的低温氮气,注入粉碎机中。使材料在低温下脆化,实现高效、高纯度的低温粉碎,提高电池的克容量和寿命。
电池注液前冷却:
工艺需求: 电芯在注电解液前,需要冷却到极低温度(如 -30°C 至 -40°C),以降低内部化学反应活性,减少注液过程中副反应的发生,提升电池首次充放电的效率和安全性。
制冷方案: 机组提供低温空气或氮气,对电芯进行快速、均匀的冷却。
2. 电池测试与研发:
高低温循环测试:
测试需求: 模拟电池包/电芯在极端寒冷环境(如 -40°C)下的充放电性能、容量衰减、内阻变化等,是验证电池可靠性的必做测试。
制冷方案: 为大型步入式或快速温变试验箱提供冷源,要求机组制冷量大、降温速率快(如 >5°C/min)、温度均匀。
热失控测试:
测试需求: 在进行热失控扩散试验时,需要强大的制冷能力在触发单个电芯热失控后,快速抑制温度飙升,防止整个包发生连锁反应,从而验证电池包的安全设计。
制冷方案: 机组作为安全冷却系统,需要极高的可靠性和瞬间的大冷量输出能力。
盐雾腐蚀测试:
测试需求: 测试电池包外壳、 connectors 等在低温腐蚀环境下的耐受力。
制冷方案: 为复合盐雾试验箱提供低温环境(如 -20°C ~ -40°C),模拟寒冷地区的腐蚀条件。
复叠式制冷机组在氢能领域的应用
氢能的“制、储、运、用”多个环节都离不开深度制冷。
1. 氢气液化与储存:
工艺需求: 将氢气冷却到 -253°C 以下使其液化,可以极大提高储能密度,便于运输和储存。虽然大规模液化工厂采用更复杂的流程,但复叠式机组常作为预冷系统,先将氢气冷却到 -50°C 至 -70°C,大幅提高主液化系统的效率。
制冷方案: 机组提供预冷级的低温冷量,要求高可靠性和与主系统的协同控制。
2. 加氢站冷却:
工艺需求: 氢气在加注到燃料电池汽车时,会因为压缩放热导致温度急剧升高。必须通过冷却系统将氢气预冷到 -40°C(35MPa)甚至更低(70MPa),才能实现快速、安全、足量的加注。
制冷方案: 复叠式制冷机组是加氢站的核心设备之一,直接决定了加注速度和安全性。它需要:
极快的冷却响应速度(在几分钟内完成预冷)。
适应频繁启停的工作模式。
极高的防爆安全等级,因为机组安装在潜在爆炸性环境中。
复叠式制冷机组在光伏与半导体材料领域的应用
1. 光伏材料测试:
测试需求: 测试太阳能电池板、薄膜光伏材料在极端低温环境(如高原、太空)下的发电效率、耐久性、材料老化性能。
制冷方案: 为环境模拟试验仓提供稳定的低温环境。
2. 半导体材料制备与测试:
工艺需求: 许多新一代功率半导体需要在低温下进行特性分析、可靠性测试。
制冷方案: 为探针台、测试平台提供精确的低温冷却,要求低振动(避免干扰精密测量)、高精度控温。
新能源行业用复叠式制冷机组型号齐全,多案例供参考。