Een kwestie van de juiste dosering

Een kwestie van de juiste dosering

ProMinent biedt belangrijke oplossingen voor de batterijenmarkt

De vraag naar lithium-ion batterijen is groot en zal in de toekomst verder toenemen, omdat ze in essentiële gebieden, van smartphones tot elektrische auto's, ons dagelijks leven bepalen. Met het toenemende gebruik groeit ook de behoefte aan optimale recyclingprocessen, omdat batterijen waardevolle grondstoffen bevatten die terug in de cyclus moeten worden gebracht. Dit zal over ongeveer 10 tot 15 jaar een cruciaal thema zijn, wanneer de batterijen van de momenteel gebruikte elektrische auto's hun dienst hebben gedaan. Bij de productie van het opslagmateriaal is het strikt naleven van het recept essentieel, evenals de juiste pH-waarde, die ook bij de recycling van de batterij een centrale rol speelt en nauwkeurig en stabiel ingesteld moet worden. De doseerpompen van ProMinent en de meet- en regeltechniek van het bedrijf zorgen hier voor betrouwbare productieprocessen.

Bij de productie van batterijen zijn energiedragers met een hoge energiedichtheid, een hoge cyclusstabiliteit en een lange levensduur vereist. Tot de belangrijkste opslagmaterialen voor batterijen die hieraan voldoen, behoren lithium-nikkel-mangaan-kobaltoxiden, kortweg NCM. Deze maken het mogelijk grote hoeveelheden energie op te slaan en de batterijcapaciteit te vergroten.

Doseerpompen voor optimale productieparameters bij de productie van precursor

Voor de productie van lithium-kobalt-nikkel-mangaan-mengoxide – de zogenaamde precursor als tussenproduct voor het coaten van de kathodefolie – is het strikt naleven van het recept uiterst belangrijk, omdat dit de prestaties van de batterij beïnvloedt. De doseerpompen van ProMinent zorgen hier voor de nodige precisie en overtuigen enerzijds door hun veelzijdigheid voor verschillende toepassingsgebieden en anderzijds doordat ze via geïntegreerde elektronica direct of via een BUS-systeem aanstuurbaar zijn.Voor de productie van precursor worden afhankelijk van de benodigde hoeveelheden de duurzame magnetische membraandoseerpompen gamma/ X (tot 45 l/u) en gamma/ XL (tot 80 l/u) ingezet, die zich onder andere onderscheiden door hun snelle reactietijd. Tot een volume van 1.000 l/u worden de motor-membraandoseerpompen uit de sigma-familie aanbevolen, die dankzij het gepatenteerde meerlaagse veiligheidsmembraan een hoge proceszekerheid garanderen en een uitstekend bedieningscomfort bieden.Bij viskeuzere producten of grotere doseringsvolumes tot 65.000 l/u valt vaak de keuze op de slangdoseerpompen van ProMinent. Deze zijn zelfaanzuigend en hebben geen problemen met ontgassende media. Bovendien kenmerken ze zich door een eenvoudige bediening dankzij het doordachte slangwisselproces en bedraagt de doseernauwkeurigheid afhankelijk van het medium tot ±1 %.

Optimale pH-waarde is cruciaal

Naast de receptuur zijn ook de procesomstandigheden een belangrijke tweede stap. De temperatuurregeling en een optimaal ingestelde pH-waarde bepalen de productkwaliteit van de batterij. Door de pH-waarde juist in te stellen, ontstaat het dat de afzonderlijke stoffen in een oplossing samen kristallen vormen.“De meet- en regelsystemen evenals de pH-sensoren van ProMinent zorgen ervoor dat de benodigde waarde nauwkeurig wordt gecontroleerd en indien nodig via aangesloten doseerpompen wordt bijgeregeld. Dit is noodzakelijk wanneer de pH-waarde licht verandert door reactieproducten. Dan moeten natronloog en ammoniumhydroxide precies en reproduceerbaar via doseerpompen worden toegevoegd om de waarde stabiel te houden,” verklaart Bekir Bayraktar, Global Director - Power & Energy en Project Business bij ProMinent. Een soepel proces wordt mogelijk gemaakt door het meet- en regelapparaat DULCOMETER van ProMinent, dat dankzij robuuste techniek helpt alle parameters binnen de gewenste grenzen te houden en door het overzichtelijke display eenvoudig te bedienen is. Afhankelijk van de benodigde hoeveelheid worden de magnetische membraandoseerpomp gamma/ X of de motor-membraandoseerpompen sigma X aangesloten. De aangesloten DULCOTEST pH-sensoren zorgen ook in moeilijke omgevingen met een overschot aan vuil en zwevende stoffen voor een nauwkeurige en stabiele meting en controle en hebben bovendien een hoge temperatuurs- en drukbestendigheid. De precisie en hoge reproduceerbaarheid van de ProMinent-pompen zorgen in combinatie met de precieze pH-sensoren en regelapparatuur voor betrouwbare productieprocessen. Omdat alles van dezelfde fabrikant komt, zijn alle componenten eenvoudig te combineren en perfect op elkaar afgestemd.

Geleidelijke pH-waarde wijziging lost waardevolle metalen uit oude batterijen op

Naast de productie groeit ook de behoefte aan een optimale verwerking van lithium-ion batterijen. Efficiënte processen worden continu verder ontwikkeld, gezien de noodzaak om natuurlijke en kritieke hulpbronnen te sparen, waardevolle grondstoffen terug te winnen, de afhankelijkheid van materiaalimporten te verminderen en de problematische afvalverwerking te beperken. Bovendien moeten steeds hogere recyclingquota worden gehaald om aan wettelijke eisen te voldoen. Het hydrometallurgische proces wordt momenteel beschouwd als de meest geschikte methode voor het recyclen van gebruikte lithium-ion batterijen. De juiste pH-waarde speelt hierbij een essentiële rol.

In het complexe recyclingproces worden de batterijen eerst ontladen, handmatig gedemonteerd, versnipperd en worden de afzonderlijke onderdelen gescheiden via een scheidingsproces. Met behulp van chemische reacties, waarbij stoffen door toevoeging van chemicaliën worden opgelost, wordt het zogenaamde ‘zwarte massamateriaal’ gewonnen. Dit bevat de begeerde materialen zoals nikkel, mangaan, kobalt en lithium. “Om deze in een volgende chemische stap afzonderlijk op te lossen, is een nauwkeurige regeling van de pH-waarde van belang. Deze wordt geleidelijk aangepast door toevoeging van de juiste stoffen via doseerpompen, zodat de individuele metalen uit het productieproces in meerdere stappen als hydroxiden weer worden opgelost,” licht Bekir Bayraktar toe. ProMinent levert ook hiervoor de passende oplossingen met motor-membraandoseerpompen uit de sigma/ X-familie en de bijbehorende sensoren.

Belangrijkste gegevens

• Nauwkeurige naleving van het recept is van groot belang bij de productie van kathode-precursor, omdat dit de batterijprestaties beïnvloedt.
• De doseerpompen van ProMinent zorgen hier voor de benodigde precisie en overtuigen zowel door hun veelzijdigheid voor verschillende toepassingsgebieden als doordat ze via geïntegreerde elektronica direct of via een BUS-systeem aanstuurbaar zijn.
• Voor grotere en viskeuzere producten vanaf 1.000 liter tot 65.000 liter wordt vaak gekozen voor de slangdoseerpompen van ProMinent (de doseernauwkeurigheid bedraagt afhankelijk van het medium tot ±1%).
• Het instellen en controleren van de pH-waarde is zeer belangrijk bij de productie en recycling van lithium-ion batterijen. Meet- en regelsystemen van ProMinent zorgen hier voor betrouwbare productieprocessen.
• Overtuigend in samenhang: nauwkeurige doseerprestaties en hoge reproduceerbaarheid van de duurzame ProMinent-pompen gecombineerd met hoogprecieze sensoren en regelapparatuur.
• Alle individuele toepassingen komen van ProMinent en zijn daarom optimaal op elkaar afgestemd.

Meer informatie vindt u hier over doseerpompen , hier over slangdoseerpompen en hier over meet- en regeltechniek, sensortechniek .