In einem Salzsee in Bolivien lagern die größten Lithium-Vorräte der Welt.

Bild: iStock, SeppFriedhuber

Produktion von Lithium-Ionen-Batterien Auf die richtige Mischung kommt es an

31.10.2018

High-Tech-Produkte wie Lithium-Ionen-Batterien haben einen komplexen Aufbau und während ihres Herstellprozesses ist auf eine Vielzahl von Parametern zu achten. Korrosion, Abrieb, Verunreinigung und Homogenität sind wichtige Aspekte im Mischprozess.

Das Hauptziel bei der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien ist es, die Komponenten in möglichst kurzer Zeit unter möglichst geringem Energieaufwand zu vermischen – ohne Verunreinigung des Mischguts. Darüber hinaus muss der Mischer hochgradig beständig gegen Abrasion und Korrosion sein. Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, hat das Unternehmen MAP, ein Tochterunternehmen der WAM-Group, spezielle Lösungen entwickelt.

Eine Marktanalyse hat bereits im Jahr 2012 gezeigt, dass der Einsatz von MAP-Mischern eine Vielzahl von Vorteilen bietet. Da die Qualität des Kathodenrohstoffs entscheidend ist für die Leistungsfähigkeit der Lithium-Ionen-Batterien, hat MAP in Zusammenarbeit mit mehreren Kunden aus diesem Industriebereich eine entsprechende Lösung erarbeitet. Diese Ausführung ist heute in einem standardisierten Industrieprodukt erhältlich.

Erfüllt Vorgaben der Sekundär-Batterieindustrie

Zur Vermeidung von Kontamination werden die Mischer komplett aus rostfreiem Stahl hergestellt. Innerhalb und außerhalb des Mischers gibt es keine Kontaminationsrisiken. Sämtliche Materialien entsprechen zu hundert Prozent den Anforderungen der Sekundär-Batterieindustrie.

Die Mischkammer ist mit einer Hochleistungskeramik ausgekleidet, deren Materialzusammensetzung, Geometrie, Ausrichtung und Verbindung zur Mischkammer in langjähriger Zusammenarbeit mit den Kunden entwickelt und erprobt wurde. Hierdurch konnte der Verschleiß signifikant reduziert werden. In der Standardausführung wird auf die Hauptmischwelle, die Mischwerkzeuge und die Messerkopfklingen eine spezielle keramische Beschichtung im thermischen Sprühverfahren aufgetragen. Das hilft, Kontaminationen zu vermeiden und die Verschleißbeständigkeit der Werkzeuge zu erhöhen. Je nach Anforderung der Anwendung stehen jedoch eine Vielzahl von alternativen Auskleidungs- und Beschichtungsmaterialien zur Auswahl.

Zuverlässige Abdichtung an der Mischwelle

Da die Rohstoffe in der Batterieproduktion sehr fein und gesundheitsschädlich sind, wurde besonders auf die Vermeidung von Leckagen geachtet. Der Einsatz von Hochleistungsmaterialien und eine speziell entwickelte Wellenabdichtung bieten dem Anwender eine zuverlässige Abdichtung an der Mischwelle, die herkömmlichen Stopfbuchsenabdichtungen sowie üblichen Gleitringdichtungen weit überlegen ist. Die Auslaufdichtung wurde komplett überarbeitet und an die hohen Anforderungen angepasst. Die Möglichkeit, die Position der Auslaufklappe einzustellen, bietet neben der sicheren Abdichtung hinaus auch eine Regulierung der Austragsmenge.

Gleichbleibende und reproduzierbare Qualität

MAP kann auf eine große Erfahrung mit vielen Rohmaterialien in der Sekundär-Batterieproduktion zurückgreifen. Mischungen basierend auf Lithiumcarbonat sowie Mischungen aus Nickel, Mangan und Kobalt zählen heute zu den am häufigsten gemischten Produkten für die Akkumulatoren-Indus­trie. Die MAP-Mischer werden bei den Herstellungsverfahren LCO, NCM, NCA, LMO und LFP in verschiedenen Zusammensetzungen erfolgreich eingesetzt.

MAP-Mischsysteme sind geeignet für den Einsatz zum Mischen, Granulieren, Coaten, Kneten und Dispergieren und sind erhältlich von sechs Liter Mischkammervolumen bis hin zu 25.000 Litern. Bereits mehrere Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien haben sich für Mischer von MAP entschieden und so hat die Wamgroup seit 2012 mehr als 250 Mischer für die Produktion von Kathodenmaterial weltweit ausgeliefert.

Bildergalerie

  • Die Mischkammer wird mit Hochleistungskeramik ausgekleidet, Mischwerkzeuge werden mit einer keramischen Beschichtung versehen.

  • MAP-Versuchslabor im Stammhaus in Ponte Motta, Italien.

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