Welche Misch- und Granulierlösungen (Ringschichtgranulator) sind für Batteriematerialien (Kathoden-/Anodenpulver) gängig?
In der Batterieproduktion werden für die Herstellung von Kathoden- und Anodenpulvern Anlagen eingesetzt, die eine hohe Homogenität, definierte Partikeleigenschaften und eine kontrollierte Prozessführung ermöglichen. Je nach Materialsystem und Prozessroute kommen unterschiedliche Misch- und Granulierlösungen zum Einsatz.
In der Praxis sind mehrere Anlagenkonzepte gängig.
Ringschichtmischer
Ringschichtmischer sind kontinuierlich arbeitende Hochleistungsmaschinen. Ein schnell rotierendes Werkzeug erzeugt in der Zylindermulde eine dünne, hochdynamische Ringschicht. In dieser werden Pulver intensiv dispergiert, benetzt und granuliert.
Typische Merkmale sind hohe Umfangsgeschwindigkeiten, kurze Verweilzeiten und ein hoher spezifischer Energieeintrag. Ringschichtmischer eignen sich besonders für große Durchsätze und für Prozesslinien mit hohen Anforderungen an Gleichmäßigkeit.
Intensivmischer bzw. Batch-Hochleistungsmischer
Diese Anlagen arbeiten chargenweise und erzeugen eine intensive Durchmischung. Sie werden häufig für die Vormischung von Aktivmaterialien, Leitadditiven und Bindern eingesetzt. Oft dienen sie als Vorstufe vor einer Granulier- oder Slurry-Stufe.
Pflugscharmischer und Schaufelmischer
Diese Mischer eignen sich für Homogenisierungsaufgaben mit moderater Scherbeanspruchung. Sie werden eingesetzt, wenn die Partikelstruktur möglichst schonend behandelt werden soll. Je nach Ausführung können sie als Chargen- oder als kontinuierliche Mischer betrieben werden.
Planeten- und Vakuummischer
Diese Systeme werden vor allem für Slurries eingesetzt. Sie homogenisieren Aktivmaterial, Leitadditive, Binder und Lösemittel zu einer gleichmäßigen Elektrodenmasse. Ein Vakuumbetrieb hilft dabei, Gaseinschlüsse zu vermeiden.
Schräglage-Intensivmischer
Schräglage-Intensivmischer erzeugen eine sehr hohe Desagglomerationsleistung und eignen sich häufig für die Slurryaufbereitung. Sie werden aber auch im Trockenmischprozess verwendet.
Diese amixon® Mischlösungen kommen bei Batteriematerialien zum Einsatz
Bei der Aufbereitung von Kathoden- und Anodenpulvern steht das dispersive Mischen im Vordergrund. Das Ziel besteht darin, eine sehr gleichmäßige Verteilung von Aktivmaterial, Leitadditiven und Bindern zu erreichen. Gleichzeitig muss verhindert werden, dass metallischer Abrieb ins Produkt gelangt. Deshalb kommen für diese Anwendungen häufig chargenweise arbeitende Mischer mit keramisch gepanzertem Mischraum und keramisch beschichteten Mischwerkzeugen zum Einsatz.
Geeignete Anlagen müssen zwei Anforderungen gleichzeitig erfüllen. Sie müssen eine hohe Mischgüte erreichen und das Material restlos desagglomerieren. Dies ist besonders wichtig bei Kathodenmaterialien, da schon geringe ferritische Kontaminationen die Produktqualität beeinträchtigen können.
In der Praxis werden dafür auch vertikale Chargenmischer der amixon® GmbH mit intensiver, aber kontrollierter Dispergierwirkung eingesetzt. Dabei ist eine inertisierbare Ausführung wichtig.
Mit dem Gyraton®-Mischsilo (keramisch ausgekleidet) kann amixon® große Pulvermassen von bis zu 100 m³ ideal homogenisieren. Dies ist ein wichtiger Beitrag zur Sicherstellung einer konstanten Qualität über lange Zeiträume.