Der globale Batteriemarkt verzeichnet aufgrund der hohen Nachfrage an Elektronikprodukten ein dynamisches Wachstum. Die Hersteller streben kompakte Batterien mit hoher Energiedichte, schneller Ladezeit und langer Lebensdauer an. Um diese Anforderungen zu erfüllen, bietet Hosokawa Alpine verschiedene Technologien, die bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz kommen. Von der Verarbeitung der Batterievorprodukte bis hin zur Coatierung werden alle Anlagen spezifisch auf die Kundenanforderungen abgestimmt.
In der Kathode finden Materialien wie Nickel, Mangan oder Kobaltoxid Anwendung, müssen vor der Verarbeitung aber noch aufbereitet werden. Die Schlämme und Filterkuchen müssen vor der Vermahlung in einem kontinuierlichen Prozess getrocknet werden. Für beide Produkte bietet Hosokawa Micron, der niederländische Partner von Hosokawa Alpine die passenden Maschinen an. Der DMR Flash Trockner ermöglicht eine kontinuierliche Trocknung des aktiven Materials und erreicht Endfeuchten von unter einem Prozent. Für noch niedrigere Feuchtigkeitsgehalte sind Chargentrockner wie der Nauta-Vakuumtrockner die geeignete Lösung. Falls schwierige flüchtige Stoffe verarbeitet werden, kann der konische Schaufeltrockner CPD Temperaturen von bis zu 325 Grad Celsius mit vollem Vakuum kombinieren, um extrem niedrige PPM-Werte zu erreichen.
Durch die ultrafeine Vermahlung der aktiven Pulver entstehen im nächsten Schritt kleinere Partikel mit größerer Oberfläche. Dies sorgt für eine optimale Batterieleistung: Ladezeiten, Kapazität und Lebensdauer werden verbessert. „Die gebräuchlichsten Mühlenlösungen für die Batterieindustrie sind die spezielle Prall-Luft-Sichtermühle ACM und die Fließbett-Gegenstrahlmühle AFG, die beide eine extrem feine und enge Partikelgrößenverteilung erreichen können. Die Mühlen können nicht nur für Kathodenmaterialien wie Lithium-Kobalt-Oxid oder Vorstufen auf Manganbasis eingesetzt werden, sondern auch für Anodenmaterialien wie Graphit und Silizium“, erklärt Alexander Krauser, Operations Director Chemical Division bei Hosokawa Alpine.
Die Sichtermühle ACM ist in einer Spezial-Ausführung mit Keramik gegen den Verschleiß geschützt und gewährleistet eine hohe Reinheit des Produktes. Kontaminationsfreies, kühles Mahlen und Sichten sind ebenso in einer Maschine möglich, wie bei der Fließbett-Gegenstrahlmühle AFG. Mit ihr lassen sich Pulver mit steiler Kornverteilung und scharfer Oberkornbegrenzung im ultrafeinen Bereich herstellen. Auch für die Graphitrundung, bei der die Produkteigenschaften der Batterieanode verbessert werden, hat Hosokawa Alpine Maschinen entwickelt. Mit der Sichtermühle Zirkoplex ZPS für sythetische Graphit und dem Alpine Particle Rounder APR für Naturgraphit wird die Stampfdichte bei hohem Durchsatz erhöht. Dies sorgt für verbesserte Lebensdauer, Schnelladefähigkeit und Leitfähigkeit der Batterien.
Bei der abschließenden Coatierung der Elektrodenmaterialien werden Mischer mit hoher Scherkraft eingesetzt. Sie sorgen nicht nur für eine homogene Mischung der Materialien, sondern auch für optimale Coatierung mit Carbon Black und Bindemitteln, sodass sich die Leitfähigkeit der Batterie weiter verbessert. Geeignete Maschinen sind der Intensiv-Paddelmischer Cyclomix, der modulare Paddelmischer Modulomix oder der konische Schneckenmischer Nauta von Hosokawa Micron.
