En fråga om rätt dosering

En fråga om rätt dosering

ProMinent erbjuder viktiga lösningar för batterimarknaden

Behovet av litiumjonbatterier är stort och kommer att fortsätta öka eftersom dessa batterier spelar en avgörande roll i allt från smartphones till elbilar, som påverkar vår vardag. Med ökad användning ökar även behovet av optimala återvinningsprocesser eftersom batterier innehåller värdefulla råmaterial som måste återföras till kretsloppet. Detta är en fråga som kommer att vara helt avgörande om cirka 10 till 15 år när batterierna i dagens elbilar har nått slutet av sin livslängd. Vid tillverkning av lagringsmaterial är noggrann receptuppföljning avgörande liksom rätt pH-värde, vilket också spelar en central roll vid återvinning av batterier och måste justeras precist och stabilt. ProMinents doseringspumpar och företagets mät- och reglerteknik säkerställer pålitliga produktionsprocesser. Vid tillverkning av batterier krävs energilagringsenheter med hög energitäthet samt hög cykel- och livslängdstålighet. Ett av de viktigaste lagringsmaterialen som uppfyller detta är litium-nickel-mangan-koboltoxider, förkortat NCM. Dessa möjliggör lagring av stora mängder energi och ökar batterikapaciteten.

Doseringspumpar för optimala produktionsparametrar i precursor-produktion

För att tillverka litium-kobolt-nickel-mangan-mixoxid – den så kallade precursorn som är en förprodukt för beläggning av katodfolien – är noggrann efterlevnad av receptet extremt viktigt eftersom det påverkar batteriprestandan. Här säkerställer ProMinents doseringspumpar nödvändig precision och övertygar dels med sin mångsidighet för olika applikationsstorlekar, samt att de kan styras direkt via integrerad elektronik eller via ett BUS-system. Produkter som används i precursor-tillverkningen är, beroende på nödvändiga mängder, de hållbara magnetmembrandoseringspumparna gamma/ X (upp till 45 l/h) och gamma/ XL (upp till 80 l/h), vilka bland annat kännetecknas av snabb responstid. Upp till en volym på 1 000 l/h rekommenderas motormembrandoseringspumpar från sigma-familjen som tack vare patenterad flerskikts-säkerhetsmembran garanterar hög processäkerhet och utmärkt användarkomfort. För mer viskösa produkter eller större doseringsmängder upp till 65 000 l/h väljs ofta slangdoseringspumpar från ProMinent. De är självansugande och har inga problem med gasbildande medier. Dessutom är de enkla att använda tack vare genomtänkta slangbytesprocesser och doseringsnoggrannheten är beroende på medium upp till ±1 %.

Optimalt inställt pH-värde är avgörande

Förutom receptet är processförhållandena det andra viktiga steget. Temperaturkontroll och ett optimalt inställt pH-värde avgör batteriets produktkvalitet. Genom pH-justeringen uppnås att enskilda ämnen i lösningen bildar kristaller tillsammans. ”ProMinents mätoch regleringssystem samt pH-sensorer säkerställer att det erforderliga värdet kontrolleras exakt och vid behov efterjusteras via anslutna doseringspumpar. Detta är nödvändigt när pH-värdet ändras något på grund av reaktionsprodukter. Då måste natriumhydroxid och ammoniumhydroxid doseras precist och reproducerbart för att hålla pH stabilt,” förklarar Bekir Bayraktar, global direktör för Power & Energy och projektverksamhet på ProMinent. Smidiga processer möjliggörs här av mät- och reglerutrustningen DULCOMETER från ProMinent som tack vare robust teknik hjälper till att hålla alla parametrar inom önskat intervall och är enkel att använda tack vare sin tydliga display. Beroende på nödvändig mängd kopplas magnetmembrandoseringspumpen gamma/ X eller motormembrandoseringspumparna sigma/ X in. De anslutna DULCOTEST pH-sensorerna säkerställer även i svåra miljöer med mycket smuts och suspenderade partiklar en exakt och stabil mätning och kontroll samt har hög temperatur- och trycktålighet. Precisionen och höga reproducerbarheten hos ProMinents pumpar i samspel med exakta pH-sensorer och regulatorer garanterar pålitliga produktionsprocesser. Eftersom allt kommer från samma tillverkare är alla komponenter lätt att kombinera och perfekt anpassade till varandra.

Successiv pH-ändring frigör värdefulla metaller från gamla batterier

Förutom tillverkning växer också behovet av optimal återvinning av litiumjonbatterier. Effektiva processer utvecklas kontinuerligt med tanke på behovet av att skydda naturresurser och kritiska råvaror, återvinna värdefulla material, minska beroendet av materialimport och minska problematisk avfallshantering. Dessutom måste lagstadgade krav med högre återvinningskvoter uppfyllas. Den hydrometallurgiska metoden anses för närvarande vara den mest lämpliga metoden för återvinning av använda litiumjonbatterier. Rätt pH-värde spelar också en avgörande roll här.

I den omfattande återvinningsprocessen urladdas batterierna först, demonteras manuellt, mals ner och delarna separeras i en separeringsprocess. Genom kemiska reaktioner där ämnen frigörs med hjälp av kemikalietillsatser kan så kallad svartmassa utvinnas. Den innehåller eftertraktade ämnen som nickel, mangan, kobolt och litium. ”För att lösa ut dessa individuellt i ytterligare kemiska steg är en noggrann styrning av pH-värdet viktig. Det ändras successivt genom tillsats av ämnen med hjälp av doseringspumpar för att lösa ut metallerna i flera steg som hydroxider,” förklarar Bekir Bayraktar. ProMinent levererar även här lämpliga lösningar med motormembrandoseringspumpar från sigma/ X-familjen samt tillhörande sensorer.

Fakta

• Noggrann efterlevnad av receptet är oerhört viktigt vid tillverkning av katodprecursor eftersom det påverkar batteriprestandan.
• Här säkerställer ProMinents doseringspumpar nödvändig precision och övertygar dels med sin mångsidighet för olika applikationsstorlekar samt att de kan styras direkt eller via BUS-system.
• Vid större och mer viskösa produkter från 1 000 liter upp till 65 000 liter volym är slangdoseringspumpar från ProMinent ofta det rätta valet (doseringsnoggrannhet upp till ±1 % beroende på medium).
• Justering och kontroll av pH-värdet är mycket viktigt vid tillverkning och återvinning av litiumjonbatterier. Mät- och reglertekniken från ProMinent möjliggör pålitliga produktionsprocesser.
• Imponerande i samspel: exakt dosering och hög reproducerbarhet hos de hållbara ProMinent-pumparna kombinerat med högprecisa sensorer och regulatorer.
• Alla delkomponenter kommer från ProMinent och är därför perfekt anpassade till varandra.

Mer information finns här om doserpumpar, slangdoserpumpar, och mät- och reglerteknik samt sensorteknik .