La precisión, la higiene y la seguridad son cruciales
La producción de celdas de batería está sujeta a los más altos requisitos de calidad. La adherencia precisa a la receta y la evitación de la contaminación son particularmente importantes. Además, se deben minimizar las emisiones de polvo debido a los materiales tóxicos y altamente inflamables. Esto es especialmente desafiante al dosificar materias primas.
Las baterías potentes y eficientes son demandadas en todo el mundo. El curso para la calidad de las celdas se establece cuando las materias primas son pesadas y dosificadas. La mezcla (suspensión) para la producción de electrodos no debe estar contaminada. Las partículas conductoras no deben llegar entre las láminas del separador, de lo contrario, existe el riesgo de cortocircuitos. Las máquinas también deben ser herméticas al polvo para evitar que materiales como el grafito, el litio, el níquel, el manganeso y el cobalto se escapen. Por último, pero no menos importante, la precisión de medición y dosificación es crucial para la calidad del producto. Los ingenieros de planta deben resolver estos objetivos en conflicto.
Los estándares de calidad requieren compromisos
Alta precisión en la dosificación es esencial para garantizar una calidad de producto consistentemente alta. En los procesos por lotes obligatorios, la báscula debe ser muy confiable. Sin embargo, si las tolvas son muy grandes, la precisión sufre debido a la alta carga muerta. Si hay vibraciones en el área alrededor de la máquina, el material a granel puede gotear. Las fluctuaciones de presión también pueden afectar la señal de pesaje y deben prevenirse.
Otro desafío es evitar contaminación en la suspensión. Esto puede ser causado por partículas de metal de las partes de la máquina o contaminación cruzada si, por ejemplo, se pesan diferentes materias primas en un solo contenedor. Como la humedad también es perjudicial para la calidad del producto, las instalaciones de producción son difíciles de limpiar. Incluso el aire entrante puede tener un efecto negativo, ya que algunos materiales a granel son higroscópicos. Al presurizar la máquina, teóricamente sería posible mantener el polvo y las partículas de suciedad alejadas de la suspensión. Sin embargo, la precisión de medición sufre de fluctuaciones de presión no deseadas.
El hecho de que las sustancias no deben salir de manera descontrolada hace que rellenar los contenedores de pesaje en procesos por lotes sea una tarea particularmente desafiante. Para minimizar el riesgo de contaminación, el aire desplazado durante el relleno no debe salir sin filtrar. La presión negativa puede ayudar a mantener los contaminantes dentro de la máquina. Sin embargo, puede afectar la precisión de la dosificación y fomentar la entrada de humedad.
Ingenieros de planta resuelven prioridades en conflicto
Para prevenir la contaminación de la suspensión por partículas de metal, el contacto metal con metal debe evitarse al diseñar el sistema. Esto se puede lograr utilizando revestimientos cerámicos o de PTFE. Limitar la velocidad periférica puede ayudar a reducir la abrasión. Esto se puede lograr mediante un diseño de proceso hábil del tornillo alimentador. Tampoco debe haber espacio muerto en el sistema, ya que los residuos de material pueden llevar a contaminación cruzada.
La humedad también puede causar daños al producto si, por ejemplo, el aire del ambiente entra en una tolva de pesaje cuando el nivel baja. Para proteger el sólido a granel del aire húmedo, el espacio libre debe llenarse continuamente con aire seco o nitrógeno. También es aconsejable mantener al mínimo las interrupciones en el proceso de dosificación. Si el aire escapa de la máquina, debe ser filtrado. La elección del filtro depende del concepto de contención.
Se requieren condiciones de presión constante en el sistema para asegurar que la precisión de la medición no se vea comprometida. La igualación de presión es esencial al llenar las tolvas de pesaje. Los fabricantes como Qlar han desarrollado controladores especiales que coordinan el proceso de llenado y relleno y minimizan las fluctuaciones de presión. Esto es vital para la calidad y seguridad en la producción. Las imprecisiones causadas por el goteo se pueden eliminar mecánicamente con una compuerta.
En resumen, los requisitos de precisión de medición y contención en la producción de celdas de batería son desafiantes pero solucionables. Las medidas de diseño previenen la abrasión metálica. El control inteligente de los procesos de llenado y relleno es crucial para la calidad. El material a granel no debe entrar en contacto con el aire ambiente. El aire desplazado debe ser filtrado y las fluctuaciones de presión minimizadas para que el alimentador de pesaje funcione con precisión. Un sistema de control bien diseñado es la clave del éxito.
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