Producción de baterías y materiales activos
A medida que la demanda de baterías siga aumentando, en los próximos años surgirán y se comercializarán nuevas composiciones químicas y métodos de producción para las baterías. Una constante en la producción de baterías y materiales activos es la necesidad de una transferencia de calor y una separación eficientes.
Alfa Laval te ayuda a conseguir:
- Mayor recuperación del producto
- Pureza optimizada del producto
- Mayor eficiencia energética
- Gestión sostenible del agua
Impulsar la circularidad en la producción de materiales activos y baterías
Desde la cristalización del producto hasta el tratamiento de aguas residuales y la eliminación de impurezas, Alfa Laval cuenta con equipos para toda la cadena de valor que pueden mejorar los procesos en las gigafábricas y en las instalaciones especializadas en materiales activos para cátodos (CAM). A través de la colaboración, Alfa Laval puede aportar tanto tecnologías líderes a nivel mundial como conocimientos técnicos sobre procesos para mejorar los procesos y reducir el uso de recursos.
En la producción de CAM, los sistemas de evaporación de Alfa Laval son ideales para la cristalización de productos y subproductos de litio, mientras que sus soluciones de separación centrífuga destacan por su capacidad para eliminar impurezas o separar cristales de soluciones líquidas.
Además, dado que la producción de baterías de iones de calcio-magnesio (CAM) y los procesos de fabricación de las gigafábricas generan grandes cantidades de aguas residuales, es fundamental contar con un sistema de tratamiento de aguas residuales energéticamente eficiente para reducir los costes y el impacto medioambiental. La tecnología de descarga líquida cero (ZLD) de Alfa Laval minimiza el peso y el volumen de los residuos, lo que permite reutilizar el agua. Este proceso suele permitir la recuperación de materiales valiosos que, de otro modo, se perderían, lo que mejora tanto la sostenibilidad como la eficiencia en la fabricación de baterías.
Resumen del proceso
La producción de material activo de cátodo (CAM) para baterías de iones de litio implica varios pasos clave: se comienza con la preparación de la materia prima, en la que se procesan sulfatos, hidróxidos o carbonatos metálicos; a continuación, se forma el precursor mediante coprecipitación o reacciones en estado sólido; se mezcla y se muele con compuestos de litio; calcinación o sinterización a alta temperatura para lograr la estructura cristalina deseada; purificación y molienda para refinar el tamaño de las partículas; y, por último, recubrimiento y calandrado para formar una pasta de electrodo que se aplica a un colector de corriente. Este proceso de múltiples pasos garantiza que el CAM tenga las propiedades electroquímicas necesarias para un rendimiento eficiente de la batería y requiere varios pasos de separación y una transferencia de calor eficiente.
En una gigafábrica, la producción de celdas de baterías de iones de litio implica varios procesos clave: la fabricación de electrodos, en la que se mezclan, recubren y secan los materiales del ánodo y el cátodo; el montaje de las celdas, que incluye el apilamiento o bobinado de los electrodos con separadores y su llenado con electrolito; y el acabado de las celdas, que consiste en el sellado, el envejecimiento y las pruebas de las celdas para garantizar su calidad. Tanto en la fabricación de electrodos como en el montaje y el acabado de las celdas, es necesaria una transferencia de calor eficiente. Tras el control de calidad, el embalaje y la logística, el agua utilizada en las distintas fases de producción debe ser tratada para minimizar el impacto medioambiental. Alfa Laval contribuye a ello ofreciendo tecnologías de evaporación y ZLD para cerrar el ciclo y reciclar la mayor cantidad de agua posible de vuelta al proceso. Este enfoque integral garantiza una fabricación de baterías eficiente y sostenible.
Zero liquid discharge
Alfa Laval Zero Liquid Discharge (ZLD) systems are robust, compact solutions that are used both in the main process as crystallizers and in the wastewater stream to minimize the liquid discharge.
This is made possible with the AlfaFlash evaporator that is at the core of this set up. Even when the process liquid (or water) needs removing at the maximum level, Alfa Laval ZLD can deliver energy efficient results in a smaller footprint than competing technologies.
Evaporation
Alfa Laval’s evaporators are highly efficient thermal systems that have been optimized to concentrate process liquids economically, while also preserving the quality of the final product. This is usually the case for recycling streams where the concentration of the desired compounds are very low.
Heat transfer
Alfa Laval offers a wide range of gasketed and welded plate type heat exchangers that are highly efficient, compact, and flexible in their design.
Decanter centrifuges
Decanter centrifuges provide efficient in solid-liquid separation, important for the removal of impurities in mineral refining processes and separating the recovering the final product.
Decanter centrifuges also play a key role in the treatment of the wastewater, supporting the recovery and reuse of water and other key materials.
Disc-stack separators
Disc-stack separators are reliable and highly efficient separators that can be used both for solid-liquid separation, as a polishing step after the main separation step, or liquid-liquid separation which is needed for successful implementation of solvent extraction.