Otázka správného dávkování

Otázka správného dávkování

ProMinent nabízí důležitá řešení pro trh s bateriemi

Poptávka po lithium-iontových bateriích je vysoká a v budoucnu ještě poroste, protože v podstatných oblastech od smartphonů až po elektromobily určují náš každodenní život. S rostoucím využitím roste také potřeba optimálních procesů recyklace, protože baterie obsahují cenné suroviny, které je třeba znovu vrátit do oběhu. Toto téma bude za přibližně 10 až 15 let naprosto klíčové, až baterie dnešních elektromobilů doslouží. Při výrobě materiálu pro ukládání energie je nezbytné přesné dodržení receptury a správná hodnota pH, která hraje klíčovou roli i při recyklaci baterie a musí být přesně a stabilně nastavena. Dávkovací čerpadla od ProMinent a měřicí a regulační technika této společnosti zajišťují spolehlivé výrobní procesy.

Při výrobě baterií jsou požadovány energetické zásobníky s vysokou energetickou hustotou, vysokou odolností proti cyklům a dlouhou životností. Mezi nejdůležitější materiály pro baterie, které tyto požadavky splňují, patří lithium-niklo-mangan-kobalt-oxid, zkráceně NCM. Tyto materiály umožňují ukládat velké množství energie a zvyšovat kapacitu baterie.

Dávkovací čerpadla pro optimální výrobní parametry při výrobě prekurzoru

Pro výrobu lithno-kobalt-niklo-manganového směsného oxidu – tzv. prekurzoru jako předprodukt pro nanášení na katodovou fólii – je přesné dodržení receptury zásadní, protože ovlivňuje výkon baterie. Dávkovací čerpadla od ProMinent zde zajišťují potřebnou přesnost a přesvědčují svou všestranností pro různé rozsahy použití, stejně jako tím, že jsou vybavena integrovanou elektronikou, kterou lze ovládat přímo nebo přes BUS systém. Pro výrobu prekurzoru se podle požadovaných množství používají dlouhodobě spolehlivá magnetická membránová dávkovací čerpadla gamma/ X (do 45 l/h) a gamma/ XL (do 80 l/h), která se mimo jiné vyznačují rychlou dobou odezvy. Pro objemy až do 1 000 l/h jsou vhodná motorová membránová dávkovací čerpadla ze série sigma, která díky patentované vícevrstvé bezpečnostní membráně zajišťují vysokou procesní bezpečnost a vynikající komfort obsluhy. Při dávkování viskóznějších produktů nebo větších množství až do 65 000 l/h se často volí hadicová dávkovací čerpadla ProMinent. Ta jsou samonasávací a nemají problém s odvzdušňujícími se médii. Navíc se vyznačují jednoduchým ovládáním díky promyšlenému procesu výměny hadic a přesnost dávkování dosahuje podle média až ±1 %.

Optimálně nastavená hodnota pH je rozhodující

Kromě receptury jsou jako druhý krok důležité procesní podmínky. Řízení teploty a optimálně nastavená hodnota pH rozhodují o kvalitě výrobku baterie. Nastavením hodnoty pH se dosáhne toho, že jednotlivé složky v roztoku společně tvoří krystaly. „Měřicí a regulační systémy a pH senzory od ProMinent zajišťují přesnou kontrolu požadované hodnoty a v případě potřeby ji přes připojená dávkovací čerpadla automaticky korigují. To je nezbytné, když se pH hodnota mírně změní vlivem reakčních produktů. Pak je třeba přesně a opakovatelně dávkovat přes dávkovací čerpadla hydroxid sodný a amoniumhydroxid, aby byla hodnota stabilní,“ vysvětluje Bekir Bayraktar, globální ředitel Power & Energy a projektového podnikání ve společnosti ProMinent.

Plynulý průběh procesu umožňuje měřicí a regulační přístroj DULCOMETER od ProMinent, který díky robustní technologii pomáhá udržet všechny parametry v požadovaném rozsahu a je snadno ovladatelný díky přehlednému displeji. Podle požadovaného množství se připojují magnetická membránová dávkovací čerpadla gamma/ X nebo motorová membránová dávkovací čerpadla sigma X. Připojené pH senzory DULCOTEST zajišťují i v náročném prostředí s přebytkem nečistot a suspendovaných látek přesné a stabilní měření a kontrolu a navíc mají vysokou odolnost vůči teplotě a tlaku. Přesnost a vysoká reprodukovatelnost čerpadel ProMinent v kombinaci s precizními pH senzory a regulátory zajišťují spolehlivý výrobní proces. Jelikož vše pochází od jednoho výrobce, jsou všechny jednotlivé komponenty snadno kombinovatelné a dokonale sladěné.

Postupná změna hodnoty pH uvolňuje cenné kovy ze starých baterií

Kromě výroby roste také potřeba optimálního využití lithium-iontových baterií. Efektivní procesy pro tento účel jsou neustále zdokonalovány s ohledem na nutnost šetřit přírodní a kritické zdroje, získávat zpět cenné suroviny, minimalizovat závislost na dovozu materiálů a omezit problematickou likvidaci. Navíc je třeba plnit legislativní požadavky s rostoucími recyklačními kvótami. Hydrometalurgická metoda je v současnosti považována za nejvhodnější postup pro recyklaci vybitých lithium-iontových baterií. Správná hodnota pH zde hraje rovněž klíčovou roli.

V náročném procesu recyklace jsou baterie nejprve vybity, ručně rozebrány, rozmělněny a jednotlivé části odděleny separačním procesem. Pomocí chemických reakcí, při kterých jsou látky uvolňovány přidáním chemikálií, lze získat tzv. černou hmotu. Ta obsahuje žádané prvky jako nikl, mangan, kobalt a lithium. „Pro jednotlivé uvolnění těchto prvků v dalším chemickém kroku je důležité přesné řízení hodnoty pH. Hodnota pH je postupně upravována přidáváním odpovídajících látek přes dávkovací čerpadla tak, aby bylo možné jednotlivé kovy ve více fázích opět oddělit jako hydroxidy,“ vysvětluje Bekir Bayraktar. ProMinent zde rovněž dodává vhodná řešení v podobě motorových membránových dávkovacích čerpadel ze série sigma/ X a příslušných senzorů.

Klíčové údaje

• Přesné dodržení receptury je v produkci katodového prekurzoru nesmírně důležité, protože ovlivňuje výkon baterie.
• Dávkovací čerpadla ProMinent zde zajišťují potřebnou přesnost a přesvědčují svou všestranností pro různé rozsahy použití, navíc jsou vybavena integrovanou elektronikou, kterou lze ovládat přímo nebo přes BUS systém.
• U větších a viskóznějších produktů od 1 000 litrů až do 65 000 litrů se často volí hadicová dávkovací čerpadla ProMinent (přesnost dávkování dle média až ±1 %).
• Nastavení a kontrola hodnoty pH je velmi důležitá při výrobě i recyklaci lithium-iontových baterií. Měřicí a regulační systémy ProMinent zajišťují spolehlivý průběh výroby.
• Přesná dávkovací kapacita a vysoká reprodukovatelnost dlouhodobě spolehlivých čerpadel ProMinent v kombinaci s vysoce přesnými senzory a regulátory jsou přesvědčivým řešením.
• Všechny jednotlivé aplikace pocházejí od ProMinent, a proto jsou optimálně sladěné.

Další informace najdete zde: dávkovací čerpadla , zde hadicová dávkovací čerpadla a zde měřicí a regulační technika, senzorová technika .