Movimentazione di merci sfuse nella
nella produzione di batterie
La movimentazione di queste polveri richiede un delicato equilibrio: è necessario preservarne la purezza, evitare contaminazioni e contaminazioni incrociate e mantenere condizioni ottimali per salvaguardarne le proprietà fisiche e chimiche.
Allo stesso tempo, la crescente domanda nel campo della mobilità elettrica e dell’accumulo di energia sta aumentando il fabbisogno di litio e di altre materie prime, come cobalto, nichel e manganese, in particolare nella produzione di batterie. All’interno di questa complessa catena produttiva, l’alimentazione delle materie prime rappresenta il primo passo, ma anche uno dei più determinanti per la qualità del prodotto finale.
La movimentazione dei materiali sfusi influisce quindi in modo significativo sulle prestazioni e sulla durata delle batterie. Oltre alla protezione contro le esplosioni, è necessario tenere conto anche dei requisiti di contenimento.
Produzione di materiali per batterie
HECHT Technologie sviluppa e fornisce tecnologie all’avanguardia per lo scarico, il trasporto e il dosaggio destinate alla produzione di un’ampia gamma di componenti per batterie. L’attenzione è rivolta principalmente all’alimentazione continua e precisa delle materie prime utilizzate nella produzione di catodi e anodi, garantendo al contempo la massima protezione degli operatori e del prodotto.
Il nostro cliente è un rinomato produttore di batterie con sede principale in Germania.
L’impianto combinato installato comprende una linea per anodi e una linea per catodi. Ciascuna linea è a sua volta costituita da due sezioni separate e indipendenti. In linea di principio, in ogni sezione viene eseguito lo stesso processo, a partire dalle stazioni di alimentazione del prodotto.
Nell’impianto, i componenti in polvere vengono introdotti, trasportati e dosati con precisione in un miscelatore fornito dal cliente. Nelle successive fasi del processo, la polvere viene utilizzata per produrre la pasta elettrodica destinata agli anodi delle batterie agli ioni di litio. In totale sono state fornite due stazioni di miscelazione con i rispettivi sistemi di alimentazione del prodotto.
Descrizione funzionale
I materiali destinati agli anodi e ai catodi vengono introdotti nelle stazioni di scarico Big Bag con una dispersione minima di polvere. Queste stazioni sono costituite da quattro componenti principali: il sistema di collegamento, il piano di appoggio, il telaio e il dispositivo di sollevamento. È inoltre integrato un rompiagglomerati, che frantuma gli agglomerati prima del dosaggio.
Il Big Bag viene collegato al sistema HECHT Liner Connection System LAS-EC, che consente una movimentazione sicura, ergonomica e priva di polvere e soddisfa i requisiti OEB 4 per i prodotti NMC. Anche il nerofumo e la grafite vengono scaricati tramite il sistema LAS-EC, garantendo pulizia e protezione dalla contaminazione.
Le piccole quantità fornite in sacchi vengono lavorate con una dispersione minima di polvere mediante una stazione di svuotamento sacchi dotata di glovebox. I sacchi vengono aperti all’interno della glovebox e il prodotto viene convogliato nel sistema di trasporto pneumatico mediante una bocchetta di aspirazione sferica e un agitatore, assicurando una qualità costante del prodotto.
La polvere viene trasportata alla stazione di dosaggio mediante un trasportatore pneumatico a vuoto HECHT ProClean Conveyor (PCC). Ogni prodotto dispone di un proprio sistema di trasporto, che funge anche da tramoggia polmone. Il dosaggio viene eseguito in modo preciso e sequenziale secondo la ricetta, consentendo di combinare fino a tre sostanze solide.
Dopo ogni fase di dosaggio, il risultato viene verificato mediante pesatura di controllo. Il miscelatore è collocato all’interno di una cabina di aspirazione ed è dotato di un coperchio ad azionamento pneumatico.
La pasta elettrodica viene quindi prodotta nel miscelatore combinando la polvere con un liquido. Successivamente viene applicata su substrati metallici, essiccata e tagliata. Pellicole separatrici in materiale plastico poroso impediscono i cortocircuiti. Gli elettrodi e i separatori vengono sovrapposti, inseriti in un involucro, riempiti con elettrolita e sigillati.
Processo di riciclo
La produzione delle batterie non è l’unico processo complesso. Anche il riciclo riveste un ruolo fondamentale per ridurre l’impatto ambientale delle sostanze chimiche pericolose. Tuttavia, il processo di riciclo delle batterie presenta diverse difficoltà.
Il nerofumo, costituito da carbonio, è un materiale utile ma può rappresentare anche un potenziale rischio per la salute se inalato. Le sue particelle fini possono penetrare nei polmoni e causare problemi respiratori. Per questo motivo, durante la manipolazione del nerofumo è necessario adottare adeguate misure di sicurezza. Il nerofumo può essere recuperato dalle batterie esauste mediante un processo di riciclo denominato pirolisi. La pirolisi consiste nella decomposizione termica dei materiali organici in un ambiente privo di ossigeno.
Nel riciclo delle batterie, queste vengono dapprima frantumate meccanicamente e separate nei singoli componenti. Successivamente, i componenti vengono riscaldati in un forno in assenza di ossigeno. Il calore decompone i materiali organici contenuti nella batteria, producendo una miscela di componenti liquidi e gassosi e nerofumo. La miscela ottenuta viene quindi trattata in diverse fasi di processo per separare e purificare il nerofumo.
Il nerofumo recuperato può essere utilizzato in altre applicazioni, come la produzione di gomma e materie plastiche, oppure reintrodotto nella produzione di batterie. Il riciclo consente inoltre di recuperare altre materie prime, tra cui litio, cobalto e nichel, nonché i fogli di supporto in rame o alluminio.
Nella fase finale vengono impiegate diverse stazioni HECHT di trasporto e riempimento in contenimento, che consentono di confezionare questi prodotti in modo sicuro, proteggere gli operatori e preparare i materiali per il trasporto.