La manipolazione dei composti chimici per creare una cella di batteria richiede un'attrezzatura specializzata per trasferire il mezzo chimico, che si presenta sotto forma di fluido o di polvere. Le sostanze chimiche trattate sono solitamente abrasive, corrosive o sensibili al taglio. Nella scelta dell'apparecchiatura in grado di sopportare tali composizioni è necessario tenere conto di particolari considerazioni.
È fondamentale che nella produzione dei catodi vengano utilizzate parti bagnate non conduttive. Le parti conduttive/metalliche che entrano in contatto con la fanghiglia del catodo rappresentano una minaccia di contaminazione e possono influire sulla qualità della cella della batteria agli ioni di litio. Per questo motivo, i produttori di pompe peristaltiche utilizzate nel processo devono soddisfare i severi requisiti della produzione di batterie agli ioni di litio, non utilizzando rame, zinco o nichel nei componenti delle loro pompe.
Un impianto utilizzerà pompe specializzate per la produzione di batterie agli ioni di litio o allo stato solido per effettuare la maggior parte del trasferimento dei mezzi chimici utilizzati nei seguenti processi, parte integrante della produzione di celle per batterie.
Materiale precursore per catodo
Il cobalto e il nichel sono materie prime utilizzate nella produzione di materiali precursori per i catodi delle batterie agli ioni di litio, mentre i conduttori ionici di solfuro, come l'argirodite di litio, sono utilizzati nelle SSB. Per creare il materiale precursore di un catodo, vengono utilizzate le seguenti fasi del processo:
- Prelavorazione - dissoluzione e dosaggio dei sali, dove l'ammoniaca è utilizzata come complessante ionico
- Reazione - l'alcali acquoso e il complessante vengono aggiunti in un recipiente, dove reagiscono per combinarsi in grani di precursore ternario
- Post-processing - dopo che i grani hanno raggiunto una dimensione stabilita, lo slurry viene filtrato, lavato ed essiccato, per ottenere il precursore ternario
Questi processi richiedono che l'integrità del prodotto sia accuratamente mantenuta utilizzando un'apparecchiatura di pompaggio affidabile e a basso coefficiente di taglio che fornisca un dosaggio, una dosatura e/o una misurazione accurati. La maggior parte delle applicazioni delle pompe peristaltiche Albin Pump avviene nella fase di produzione del catodo delle batterie. Un elenco di queste applicazioni può essere consultato dopo la sezione dedicata al rivestimento del film separatore/elettrodo.
Grafitizzazione dell'anodo
La grafitizzazione è il processo di esposizione delle materie prime a un calore estremamente elevato (da 2500 a 3300 K) per un periodo di tempo prolungato, per creare grafite naturale o sintetica utilizzata per la produzione di anodi. Inoltre, la grafite viene purificata con acido fluoridrico, cloridrico e solforico.
Durante la grafitizzazione anodica sono necessarie pompe speciali per trasferire i fanghi acidi, per filtrare gli acidi e le impurità e per il trattamento delle acque reflue.
Produzione di film separatori e rivestimento di elettrodi
Il film separatore è una membrana permeabile che viene collocata tra l'anodo e il catodo di una batteria. Il film impedisce agli elettrodi di entrare in contatto, ma consente il libero movimento degli ioni tra di essi. Agiscono come isolanti ma possono condurre ioni.
Il rivestimento dell'elettrodo raggiunge lo stesso risultato, ma utilizza un impasto appositamente formulato. Si tratta di una miscela di particelle conduttive solide insieme a materiali attivi, leganti polimerici e un mezzo solvente. L'elettrodo viene rivestito con l'impasto e quindi essiccato.
La pellicola di separazione viene creata con un metodo di estrusione di plastica specializzato che crea lunghi rotoli di pellicola, mentre nel rivestimento degli elettrodi, l'impasto viene "colato a nastro" sui collettori di corrente.
