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Las bombas de dosificación optimizan los materiales para baterías de iones de litio

Los sistemas de óxido de litio ternarios garantizan una alta densidad energética, larga durabilidad y una gran cantidad de ciclos de carga en las baterías de litio de alto rendimiento. Los sistemas de dosificación aseguran la calidad de los productos precursores, necesarios para la producción.

La dosificación exacta

El Reino del Medio está haciendo importantes inversiones en vehículos eléctricos (EV). China está expandiendo su capacidad de producción de baterías para alcanzar el liderazgo en el mercado mundial de la movilidad eléctrica. Estas baterías tienen alta demanda por su capacidad de almacenamiento de energía con alta densidad energética y resistencia a los ciclos de carga. El óxido de litio-níquel-manganeso-cobalto (NCM) es uno de los materiales más adecuados para almacenar energía en baterías conforme a requerimientos. Varios productores de China se han especializado en la producción de productos intermedios ternarios (precursores). El tamaño de partícula, distribución por tamaño, pureza nominal y otras propiedades determinan la calidad de los productos de la sinterización con cátodos. Las bombas y los sistemas de dosificación deben cumplir con los altos estándares de calidad de la compleja producción de los precursores ternarios.

Datos de referencia

  • En todo el mundo se utilizan más de 200,000 toneladas de material de cátodos al año
  • Los materiales intermedios influyen en aproximadamente el 60% de las propiedades de los cátodos necesarios para las baterías de iones de litio
  • Altos estándares de calidad para la producción de los precursores de los materiales de cátodos

Dosificación exacta de metales líquidos

Para la producción de precursores ternarios se mezclan diferentes reactivos en diversos procesos de producción. Las concentraciones exactas influyen considerablemente en la calidad final del producto. Las bombas de dosificación inteligentes High-End de ProMinent cumplen con estas exigencias. Las bombas de dosificación de membrana magnética a motor gamma/ x, las bombas de dosificación de membrana a motor Sigma, las bombas hidráulicas de dosificación de membrana Hydro y también las bombas peristálticas garantizan la dosificación precisa de todas las sustancias necesarias.

Las bombas de dosificación, en combinación con sensores manejados por el sistema de guía, se encargan de dosificar la cantidad correcta en el tiempo correcto en procesos de hasta 15 etapas. Por ejemplo, se dosifica la mezcla de metales líquidos con proporciones definidas de níquel, cobalto y manganeso en una solución con una concentración total de iones NCM. La precipitación estable, así como un valor de pH constante, aseguran la adición exacta de soluciones de NAOH y amoniaco.

Después de un proceso de 24 horas de duración se forman las partículas de producto en un tamaño de µm. Se sedimentan, se secan a 150 °C y después de alrededor de 15-20 horas pueden retirarse como producto intermedio ternario.

Existen en uso más de 300 bombas de dosificación, sensores y controladores ProMinent en diferentes plantas productivas de China. Por buenas razones: Garantizan una alta seguridad en los procesos, y su precisión se encarga de lograr la calidad deseada del producto de los precursores para materiales ternarios de cátodos.

Los productos ProMinent aseguran de manera confiable las propiedades que requieren los materiales como forma, pureza nominal, densidad aparente, tamaño de las partículas o superficie específica de los precursores ternarios. Entre ellos se encuentran los sensores DULCOTEST, dispositivos de medición control diaLog DACa, bomba de dosificación de membrana a motor de magnetización gamma/ X, bombas hidráulicas de dosificación de membrana Sigma y bombas hidráulicas de dosificación de membrana Hydro, así como bombas peristálticas. La gamma/ X se utiliza en los laboratorios y la Sigma y la Hydro para producción en grandes cantidades. Las bombas peristálticas tienen aplicaciones tanto en laboratorio como en producción.

La bombas incluyen funciones de seguridad y monitoreo. Entre las funciones se encuentran el control de flujo y una advertencia de rotura de membrana. Para un manejo seguro del sistema de dosificación, la bomba incluye una válvula de contrapresión y seguridad, un amortiguador de pulsaciones, así como dispositivos de medición de flujo magnético y sensores. Los parámetros como el flujo medido o los valores de pH de los sensores DULCOTEST sirven a un sistema de guía para supervisión y control digitales. De acuerdo a las medidas de control disponibles, es posible ajustar la potencia de dosificación de las bombas de dosificación individualmente.

  • Dosificación confiable y exacta de las soluciones de NaOH, amoniaco, NCM.
  • Regulación PID de la potencia de dosificación
  • Medición exacta de pH y control por medio del sistema de guía

Productos empleados

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Roberto Morones

Director General, ProMinent Fluid Controls de Mexico S.A. de C.V.
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