Der Umgang mit chemischen Verbindungen zum Aufbau einer Batteriezelle erfordert spezielle Ausrüstung zum Transfer der chemischen Medien, die in Form einer Flüssigkeit oder eines Pulvers vorliegen. Die geförderten Chemikalien sind normalerweise abrasiv, korrosiv oder scherempfindlich. Bei der Auswahl der Ausrüstung, die solchen Zusammensetzungen standhalten kann, müssen besondere Überlegungen angestellt werden.
Es ist wichtig, dass in der Kathodenproduktion nichtleitende benetzte Teile verwendet werden. Leitende/metallische Teile, die mit dem Kathodenslurry in Kontakt kommen, stellen eine Kontaminationsgefahr dar und können die Qualität der Lithium-Ionen-Batteriezelle beeinträchtigen. Aus diesem Grund müssen Hersteller von Schlauchpumpen, die im Prozess verwendet werden, die strengen Anforderungen der Lithium-Ionen-Akku-Herstellung erfüllen, indem sie in den Komponenten ihrer Pumpen auf Kupfer, Zink oder Nickel verzichten.
Eine Anlage wird spezialisierte Lithium-Ionen- oder Festkörper-Akku-Fertigungspumpen implementieren, um den Großteil des Transfers chemischer Medien durchzuführen, der in den folgenden, für die Herstellung von Batteriezellen essenziellen Prozessen verwendet wird.
Vorprodukte für die Kathode
Kobalt und Nickel sind Rohstoffe, die bei der Herstellung von Vormaterialien für Kathoden in Lithium-Ionen-Akkus verwendet werden, während sulfidische Ionenleiter wie Lithium-Argyrodit in Festkörper-Akkus verwendet werden. Um das Vorprodukt für eine Kathode herzustellen, werden folgende Prozessschritte verwendet:
- Vorverarbeitung– Salzlösung und -anteil, wobei Ammoniak als Ionenkomplexbildner verwendet wird
- Reaktion – wässriges Alkali und Komplexbildner werden in einen Behälter gegeben, wo sie reagieren, um sich zu ternären Vorläuferkörnern zu verbinden
- Nachbearbeitung - nachdem das Korn eine festgelegte Größe erreicht hat, wird diese Lösung filtriert, gewaschen und getrocknet, um den ternären Vorläufer zu erhalten
Diese Prozesse erfordern, dass die Unversehrtheit des Produkts sorgfältig aufrechterhalten wird, indem eine zuverlässige und scherarme Pumpausrüstung verwendet wird, die ein genaues Proportionieren, Dosieren und/oder Messen ermöglicht. Die meisten Albin Pump-Schlauchpumpenanwendungen finden während der Kathodenherstellungsphase der Batteriefertigung statt. Eine Liste dieser Anwendungen finden Sie nach dem Abschnitt Separationsfolie / Elektrodenbeschichtung.
Anodengraphitisierung
Bei der Graphitisierung werden Rohstoffe über einen längeren Zeitraum extrem hoher Hitze (2500 bis 3300 K) ausgesetzt, um natürlichen oder synthetischen Graphit herzustellen, der zur Herstellung von Anoden verwendet wird. Zusätzlich wird der Graphit mit Fluss-, Salz- und Schwefelsäure gereinigt.
Während der Anodengraphitisierung werden spezielle Pumpen benötigt, um saure Lösungen zu fördern, Säuren und Verunreinigungen zu filtern und für die Abwasserbehandlung.
Separatorfolienherstellung und Elektrodenbeschichtung
Separatorfolie ist eine durchlässige Membran, die zwischen Anode und Kathode eines Akkus angebracht wird. Die Folie verhindert, dass die Elektroden in Kontakt kommen, ermöglicht aber die freie Bewegung von Ionen zwischen ihnen. Sie wirken als Isolatoren, können aber Ionen leiten.
Die Elektrodenbeschichtung erzielt das gleiche Ergebnis, außer dass eine speziell formulierter Paste (Slurry) verwendet wird. Das ist eine Mischung aus festen leitfähigen Partikeln und aktiven Materialien, Polymerbindemitteln und einem Lösungsmittelmedium. Die Elektrode wird mit der Paste beschichtet und dann getrocknet.
Die Separatorfolie wird mit einem speziellen Kunststoffextrusionsverfahren hergestellt, bei dem lange Rollen der Folie erzeugt werden, während bei der Elektrodenbeschichtung der Slurry auf Stromkollektoren „bandgegossen“ wird.
