Transport materiałów sypkich w
produkcji baterii
W miarę jak świat coraz bardziej zwraca się ku energii odnawialnej, akumulatory stają się nieodzownym elementem magazynowania energii. Produkcja wysokiej jakości akumulatorów wymaga jednak złożonego procesu obejmującego różne etapy, w tym transport i obsługę materiałów sypkich. Postępowanie z proszkami odgrywa kluczową rolę w produkcji akumulatorów i obejmuje transport, magazynowanie oraz przetwarzanie sproszkowanych materiałów wykorzystywanych w elektrodach.
Obsługa tych proszków wymaga zachowania szczególnej równowagi: należy zapewnić ich czystość, zapobiegać zanieczyszczeniom i zanieczyszczeniom krzyżowym oraz utrzymywać optymalne warunki pozwalające zachować ich właściwości fizyczne i chemiczne.
Jednocześnie rozwój elektromobilności i magazynowania energii zwiększa zapotrzebowanie na lit oraz inne surowce, takie jak kobalt, nikiel i mangan, szczególnie w produkcji akumulatorów. W tym wymagającym łańcuchu produkcyjnym podawanie surowców stanowi pierwszy etap, a zarazem ma decydujące znaczenie dla jakości produktu końcowego.
Obsługa materiałów sypkich ma zatem istotny wpływ na wydajność i żywotność akumulatorów. Oprócz ochrony przeciwwybuchowej należy również uwzględnić wymagania dotyczące hermetyzacji procesów.
Produkcja materiałów do akumulatorów
HECHT Technologie opracowuje i dostarcza nowoczesne technologie opróżniania, transportu oraz dozowania, przeznaczone do produkcji różnorodnych komponentów akumulatorów. Głównym celem jest zapewnienie ciągłego i precyzyjnego podawania surowców wykorzystywanych do produkcji katod i anod, przy jednoczesnej ochronie operatorów oraz produktu.
Naszym klientem jest renomowany producent akumulatorów z siedzibą główną w Niemczech.
Zainstalowana instalacja kombinowana składa się z linii anodowej oraz linii katodowej. Każda z nich obejmuje dwa oddzielne i niezależnie działające podsystemy. W każdym podsystemie realizowany jest zasadniczo taki sam proces, rozpoczynający się na stacjach zasypu produktu.
W instalacji sproszkowane komponenty są podawane, transportowane i precyzyjnie dozowane do mieszalnika zapewnionego przez klienta. W kolejnych etapach procesu proszek jest wykorzystywany do produkcji pasty elektrodowej przeznaczonej do anod akumulatorów litowo jonowych. Łącznie dostarczono dwie stacje mieszania wraz z odpowiednimi systemami zasypu produktu.
Opis funkcji
Materiały anodowe i katodowe są podawane do stacji rozładunku Big Bagów przy minimalnym pyleniu. Stacje te składają się z czterech głównych elementów: systemu przyłączeniowego, stołu podporowego, ramy oraz urządzenia podnoszącego. Dodatkowo zintegrowano rozdrabniacz brył, który rozbija aglomeraty przed dozowaniem.
Big Bag jest podłączany do systemu HECHT Liner Connection System LAS-EC, który umożliwia bezpieczną, ergonomiczną i bezpyłową obsługę oraz spełnia wymagania OEB 4 dla produktów NMC. Sadza techniczna i grafit są również rozładowywane za pomocą systemu LAS-EC, co zapewnia czystość i ochronę przed zanieczyszczeniem.
Niewielkie ilości materiałów dostarczanych w workach są przetwarzane przy minimalnym pyleniu za pomocą stacji opróżniania worków wyposażonej w komorę rękawicową. Worki są otwierane wewnątrz komory, a produkt jest kierowany do pneumatycznego systemu transportowego za pomocą kulistej stopy ssącej i mieszadła, co zapewnia stałą jakość produktu.
Proszek jest transportowany do stacji dozowania za pomocą przenośnika próżniowego HECHT ProClean Conveyor (PCC). Każdy produkt ma własny system transportowy, który pełni również funkcję zbiornika buforowego. Dozowanie odbywa się precyzyjnie i sekwencyjnie zgodnie z recepturą, a system umożliwia łączenie do trzech materiałów stałych.
Po każdym etapie dozowania wynik jest weryfikowany poprzez ważenie kontrolne. Zbiornik mieszający znajduje się w kabinie odciągowej i jest wyposażony w pokrywę sterowaną pneumatycznie.
Następnie w mieszalniku proszek jest łączony z cieczą w celu wytworzenia pasty elektrodowej. Pasta jest nakładana na podłoża metalowe, suszona i wycinana. Folie separatorowe wykonane z porowatego tworzywa sztucznego zapobiegają zwarciom. Elektrody i separatory są układane warstwowo, umieszczane w obudowie, napełniane elektrolitem i szczelnie zamykane.
Proces recyklingu
Produkcja akumulatorów nie jest jedynym złożonym procesem. Recykling również odgrywa istotną rolę w ograniczaniu wpływu niebezpiecznych substancji chemicznych na środowisko. Istnieje jednak wiele trudności, które sprawiają, że recykling akumulatorów jest szczególnie wymagający.
Sadza techniczna, składająca się z węgla, jest użytecznym materiałem, ale jej wdychanie może stanowić potencjalne zagrożenie dla zdrowia. Drobne cząstki mogą przedostawać się do płuc i powodować problemy z oddychaniem. Z tego względu podczas pracy z sadzą techniczną należy stosować odpowiednie środki bezpieczeństwa. Sadza może być odzyskiwana ze zużytych akumulatorów w procesie recyklingu zwanym pirolizą. Piroliza polega na termicznym rozkładzie materiałów organicznych w środowisku pozbawionym tlenu.
W procesie recyklingu akumulatory są najpierw mechanicznie rozdrabniane i rozdzielane na poszczególne komponenty. Następnie elementy akumulatorów są podgrzewane w piecu w warunkach beztlenowych. Pod wpływem wysokiej temperatury materiały organiczne zawarte w akumulatorze ulegają rozkładowi, w wyniku czego powstaje mieszanina składników ciekłych i gazowych oraz sadzy technicznej. Powstała mieszanina jest następnie poddawana kilku etapom obróbki w celu oddzielenia i oczyszczenia sadzy.
Odzyskana sadza techniczna może być wykorzystywana w innych zastosowaniach, na przykład w produkcji gumy i tworzyw sztucznych, lub ponownie wprowadzana do produkcji akumulatorów. Recykling umożliwia również odzyskanie innych surowców, takich jak lit, kobalt i nikiel, a także folii nośnych wykonanych z miedzi lub aluminium.
Na ostatnim etapie wykorzystywane są różne stacje transportu i napełniania HECHT wyposażone w systemy hermetyzacji procesu. Umożliwiają one bezpieczne napełnianie produktów, chronią operatorów i przygotowują materiały do transportu.