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Sicher pneumatisch gefördertes brennbares Siliziumpulver für Li-Ionen-Batterien

Güllebehälter

Die Zukunft von Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion-Akkus), die in Laptops, Handys, Hybridautos und anderen Anwendungen zu finden sind, könnte bei einem Startup im Vereinigten Königreich Gestalt annehmen. Nexeon Ltd. hat am Hauptsitz in Abingdon, Oxfordshire, eine Anlage errichtet, um eine von ihm entwickelte Siliziumanode herzustellen, die die Energiedichte und Lebensdauer von Li-Ionen-Batterien erheblich verbessert.

Siliziumpulver

Siliziumpulver ist der Hauptbestandteil bei der Herstellung von Siliziumanoden von Nexeon.

Ein entscheidender Teil der Herstellung der Siliziumanoden besteht darin, genaue Mengen an Siliziumpulver und anderen Bestandteilen von einer Beutelabladestation in einen Aufschlämmungstank zum Mischen in einer wässrigen Lösung zu überführen, wobei ein pneumatisches Convati-Vakuumfördersystem von Flexicon (Verdünnungsphase) von Flexicon ( Europe) Ltd.

Die Übertragung ist staubfrei und sicher. „Siliziumpulver ist brennbar und kann unter den richtigen Bedingungen explosiv sein“, sagt David Bent, Produktionsleiter bei Nexeon. „Flexicon hat das Pulver analysiert und das pneumatische System entwickelt, einschließlich Staubschutz- und Explosionsschutzmaßnahmen.“

Sackkippstation enthält Staub
Der erste Schritt beim Transport des Pulvers ist das manuelle Entleeren von Säcken aus Siliciumpulver und Zusätzen in die an einem Bodentrichter angebrachte Sackkippstation. Eine Beutelablage bietet dem Bediener eine Arbeitsfläche zum Bühnen, Reinigen und Öffnen von Beuteln.

Ein Staubsammelsystem, das in die Sackentleerungsstation integriert ist, saugt Luftstaub durch zwei Patronenfilter an. Reverse-Puls-Düsen reinigen die Filter automatisch in den Trichter und geben den angesammelten Staub in den Trichter zurück.

nexeon lithiumionen batterietestzellen

Nexeon produziert Siliziumanoden, die die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien verbessern.

Pneumatisches Fördersystem beschickt Wiegebehälter
Die Pulver fließen vom unteren Auslass des Bodentrichters durch einen Aufnahmeadapter in die zweistufige pneumatische Förderleitung. Der erste vertikale Abschnitt steigt um 90 um den Trichterauslass an und ist mit dem zweiten horizontalen Abschnitt verbunden, der vom Silizium-Entladebereich zum Hauptverarbeitungsbereich verläuft. Der Aufgabetrichter entleert sich in einen Aufschlämmungsbehälter.

Ein Seitenkanalgebläse stromabwärts des Filteraufnehmers auf dem Aufnahmetrichter stellt ein Vakuum bereit, das das Material durch die pneumatische Leitung zieht und die Staubkontrolle verbessert. Das vollständig geschlossene System transportiert das Siliziumpulver praktisch staubfrei. Da das System unter Vakuum arbeitet, bleibt das Siliciumpulver auch dann im Transportsystem, wenn die Integrität des geschlossenen Systems unbeabsichtigt beeinträchtigt wird.

pneumatische Förderleitung

Pulver bewegen sich von der Sackkippstation durch die pneumatische Förderleitung zum Filter
Empfänger (Rückseite) im Hauptverarbeitungsbereich. Vollständig geschlossenes System verhindert das Austreten von Staub.

Der Filterempfänger ist isoliert und sicher
Der Filteraufnehmer trennt das Siliziumpulver vom Luftstrom, bevor das Pulver in den Aufnahmetrichter gelangt. Wie die Sackabladestation verfügt sie über ein Reverse-Pulse-Jet-System, das die Filterpatronen in bestimmten Zeitabständen automatisch reinigt. Der Filterempfänger ist in einem sicheren Bereich isoliert und mit einer Explosionsschutzplatte geschützt, die die mit einer Explosion verbundene Energie abführt, ohne einen katastrophalen Ausfall des Filterempfängers zu verursachen. Am unteren Auslass des Aufnahmetrichters führt ein pneumatisch betätigter Schieber das Siliziumpulver in den Aufschlämmungstank aus.

Sackkippstation Bodentrichter

Das Siliziumpulver und die Additive werden manuell in die Sackkippstation und den Bodentrichter entleert.
Die Station umfasst eine Beutelablage und Staubabsaugung durch zwei Patronenfilter.
Pulver fließen vom Trichterauslass durch einen Aufnahmeadapter in die pneumatische Förderung
Linie.

Ein Satz Wägezellen unterhalb des Bodentrichters an der Sackkippstation sendet in Kombination mit Wägezellen unterhalb des Filterempfängers Signale an die SPS, die die Abgabe einer vorbestimmten Pulvermenge an das Aufschlämmungsgefäß automatisieren.

Ein Füllstandssensor nahe der Unterseite des Bodentrichters signalisiert der SPS, den Förderer anzuhalten, bis mehr Material in den Trichter eingefüllt ist, um das Gesamtgewicht der Charge zu erreichen. Auf dem Empfangstrichter signalisiert ein Sensor mit hohem Füllstand der SPS, dass der Förderer angehalten wird, wenn der Behälter bei einer Systemstörung kurz vor dem Überlauf steht.

Nexeon vermied einen schrittweisen Ansatz bei der Auswahl und Installation der Ausrüstung, indem er sich auf ein komplettes System von Flexicon stützte. „Wir sind sehr zufrieden mit dem Design-, Konstruktions-, Installations- und Inbetriebnahmeservice von Flexicon.“ erklärte Mr. Bent.

Silizium-Anodenersatz erhöht die Leistung von Li-Ionen


Die Technologie von Nexeon ersetzt herkömmliche Kohlenstoff / Graphit-Anoden (der negative Elektrodenanschluss) in Li-Ionen-Batterien mit einer proprietären Siliziumformulierungsstruktur, die die Energiedichte der Zelle erhöht und die inhärenten Expansionsprobleme von Silizium anspricht.

Der Markt für verbesserte Lithium-Ionen-Anoden ist weltweit enorm, da sie in Geräten der Unterhaltungselektronik wie Smartphones, Tablets und Laptops zu finden sind. Der größte aufstrebende Markt sind Elektrofahrzeuge, deren Nachfrage sich voraussichtlich verdreifachen wird, sagt David Bent, Produktionsleiter.

Flexicon (Europe) Ltd.
182 John Wilson Business Park
Harvey Drive
Whitstable, Kent CT5 3RB
+44 1227 374710
[Email protected]
www.flexicon.co.uk

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