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Redondeo de grafito para baterías de iones de litio

Mayor densidad de masa apisonada para una mayor densidad energética

El grafito es el material anódico más importante para la producción de baterías de iones de litio (LIB según las siglas en inglés). La industria se enfrenta en este contexto al siguiente gran desafío: en la producción de celdas, el grafito debe concentrarse para un uso más eficaz de la materia prima.

Grafito redondeado para una mayor capacidad de almacenamiento

Normalmente, las partículas de grafito tienen forma de plaquitas. El redondeo del grafito aporta ventajas decisivas: Aumenta la densidad de masa apisonada y, por lo tanto, mejora la capacidad de almacenamiento y la capacidad de carga rápida del ánodo de la batería. También aumenta la duración de las baterías. Otra ventaja del redondeo del grafito: Mejora la cinética de intercalación (y por los tanto la conductividad) de los iones de litio en el ánodo de la batería.

Sin embargo, los procesos existentes para el redondeo del grafito solo producen un bajo rendimiento de aprox. el 30 al 50 %. Esto hace que pierda una gran parte de la materia prima valiosa. Hosokawa Alpine ha desarrollado un nuevo proceso para el redondeo del grafito que requiere menos máquinas de las que eran necesarias hasta ahora. Esto no solo reduce el espacio necesario, sino también el esfuerzo requerido para el mantenimiento y la reparación.

Redondeo del grafito natural y del grafito sintético

El grafito natural y el grafito sintético tienen diferentes requisitos para el redondeo del grafito. En Hosokawa Alpine puede obtener máquinas que cumplen estos requisitos. Para el redondeo de grafito sintético es adecuado el molino clasificador ZPS y para el redondeo de grafito natural hemos desarrollado un molino especial: el APR (Alpine Particle Rounder).

Redondeo de grafito sintético con el molino clasificador ZPS

El grafito sintético suele ser ya mucho más esférico después de la molienda y, por lo tanto, requiere menos energía para el redondeo. La máquina adecuada para este proceso es el molino clasificador Zirkoplex ZPS. Aquí, el grafito primero se muele previamente en el molino clasificador y, a continuación, se redondea por lotes con clasificación integrada. El funcionamiento se realiza mediante ciclón.

Características y ventajas

  • Rendimiento de hasta el 90 %: pérdida reducida de la valiosa materia prima
  • Alto rendimiento
  • Altas densidades de masa apisonada para una mayor capacidad de almacenamiento
  • Posibilidad de diferentes finuras objetivo (x50 = 10 - 12 µm; x50 = 15-16 µm; x50 = 18-22 µm)
  • Bajo consumo de energía específico
  • Valores BET bajos
Imágenes SEM: Material de carga y grafito redondeado (grafito sintético)

Material de carga grafito sintético:
Densidad de masa apisonada de 600 g/L

Grafito sintético redondeado:
Densidad de masa apisonada de 1000 g/L

 

Redondeo del grafito natural con el APR

El grafito natural tiene forma de plaquitas y, por lo tanto, requiere más energía para el redondeo que el grafito sintético. Hosokawa Alpine ha desarrollado una máquina especial para el redondeo del grafito natural: el APR (Alpine Particle Rounder). En este caso, el grafito se muele previamente en un molino clasificador. A continuación, se realiza un redondeo por lotes con clasificación posterior.

Características y ventajas

  • Tiempos de proceso cortos
  • Alto rendimiento
  • Rendimiento de hasta el 80 %: pérdida reducida de grafito
  • Posibilidad de diferentes finuras objetivo (x50 = 10 - 12 µm; x50 = 15-16 µm; x50 = 18-22 µm)
  • Bajo consumo de energía específico
  • Valores BET bajos
Imágenes SEM: Material de carga y grafito redondeado (grafito natural)

Material de carga grafito natural:
Densidad de masa apisonada de 426 g/L

Grafito natural redondeado:
Densidad de masa apisonada de 920 g/L

Energía específica

Dos métodos para el redondeo del grafito

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