Une question de dosage correct

Une question de dosage correct

ProMinent propose des solutions importantes pour le marché des batteries

La demande en batteries lithium-ion est élevée et continuera d’augmenter, car elles jouent un rôle essentiel dans de nombreux domaines, du smartphone à la voiture électrique, façonnant notre quotidien. Avec leur usage croissant, la nécessité de processus de recyclage optimaux augmente également, car les batteries contiennent des matières premières précieuses qu’il faut réintroduire dans le cycle. Ce sujet sera crucial dans environ 10 à 15 ans, lorsque les batteries des voitures électriques actuelles auront atteint la fin de leur durée de vie. Lors de la fabrication des matériaux de stockage, il est essentiel de respecter précisément la recette ainsi que le bon pH, qui joue également un rôle central dans le recyclage des batteries et doit être réglé avec précision et stabilité. Les pompes doseuses de ProMinent ainsi que la technologie de mesure et de contrôle garantissent ici des processus de production fiables.

Dans la fabrication des batteries, on recherche des accumulateurs à haute densité d’énergie, une grande résistance aux cycles et une longue durée de vie. Parmi les matériaux de stockage les plus importants qui remplissent ces critères, on trouve les oxydes de lithium-nickel-manganèse-cobalt, appelés NCM. Ils permettent de stocker de grandes quantités d’énergie et d’augmenter la capacité des batteries.

Pompes doseuses pour des paramètres de production optimaux dans la fabrication de précurseurs

Pour produire l’oxyde mixte lithium-cobalt-nickel-manganèse – appelé précurseur, un produit intermédiaire pour le revêtement de la feuille cathodique –, le respect exact de la recette est extrêmement important car il influence la performance de la batterie. Ici, les pompes doseuses de ProMinent garantissent la précision nécessaire et convainquent d’une part par leur polyvalence pour des domaines d’application de tailles différentes, et d’autre part par le fait qu’elles peuvent être commandées directement via l’électronique intégrée ou via un système BUS. Les produits utilisés pour la fabrication du précurseur sont, selon les quantités nécessaires, les pompes doseuses à membrane magnétique durables gamma/ X (jusqu’à 45 l/h) et gamma/ XL (jusqu’à 80 l/h), qui se distinguent notamment par leur temps de réponse rapide. Jusqu’à un volume de 1 000 l/h, les pompes doseuses à membrane motorisée de la famille sigma sont recommandées, qui grâce à leur membrane de sécurité multicouche brevetée assurent une haute sécurité du processus et offrent un excellent confort d’utilisation. Pour des produits plus visqueux ou des quantités de dosage plus importantes jusqu’à 65 000 l/h, le choix se porte souvent sur les pompes doseuses péristaltiques de ProMinent. Elles sont auto-amorçantes et n’ont aucun problème avec des milieux dégazants. De plus, elles se caractérisent par une utilisation simple grâce à des processus de changement de tube bien conçus et une précision de dosage pouvant atteindre ±1 % selon le milieu.

Un pH optimal est décisif

Outre la recette, les conditions de processus constituent la deuxième étape importante. Le contrôle de la température et un pH optimal déterminent la qualité du produit final de la batterie. Le réglage du pH permet que les substances individuelles dans une solution forment ensemble des cristaux.« Les systèmes de mesure et de contrôle ainsi que les capteurs de pH de ProMinent garantissent que la valeur requise est contrôlée précisément et, si nécessaire, corrigée via les pompes doseuses connectées. Cela est nécessaire lorsque le pH change légèrement à cause des produits de réaction. Dans ce cas, la soude caustique et l’hydroxyde d’ammonium doivent être ajoutés avec précision et reproductibilité via les pompes doseuses afin de maintenir la stabilité », explique Bekir Bayraktar, Directeur Global Power & Energy et business projets chez ProMinent. Le dispositif de mesure et de contrôle DULCOMETER de ProMinent permet un déroulement fluide des processus, grâce à sa technique robuste qui aide à maintenir tous les paramètres dans la plage cible et à son écran clair, facile à utiliser. Selon la quantité requise, la pompe doseuse à membrane magnétique gamma/ X ou les pompes doseuses à membrane motorisées sigma/ X sont connectées. Les capteurs pH DULCOTEST connectés garantissent une mesure précise et stable même dans des environnements difficiles avec excès de saleté et de particules en suspension, en plus d’une grande résistance à la température et à la pression. La précision et la grande reproductibilité des pompes ProMinent, en combinaison avec les capteurs et régulateurs pH précis, assurent des processus de production fiables. Étant donné que toutes les applications individuelles proviennent de ProMinent, tous les composants sont faciles à combiner et parfaitement adaptés les uns aux autres.

Le changement progressif du pH libère des métaux précieux des batteries usagées

Outre la production, la demande pour un recyclage optimal des batteries lithium-ion croît également. Les processus efficaces sont continuellement développés pour préserver les ressources naturelles et critiques, récupérer les matières premières précieuses, réduire la dépendance aux importations de matériaux et diminuer les problèmes liés à l’élimination. De plus, il est nécessaire de respecter les exigences légales avec des taux de recyclage toujours plus élevés. Le procédé hydrométallurgique est actuellement considéré comme la méthode la plus adaptée pour le recyclage des batteries lithium-ion usagées. Le bon pH joue également un rôle majeur ici.

Dans ce processus de recyclage complexe, les batteries sont d’abord déchargées, démontées manuellement, broyées et les différentes parties séparées par un procédé de tri. Grâce à des réactions chimiques où les substances sont dissoutes par ajout de produits chimiques, une masse noire appelée « black mass » est obtenue. Elle contient les substances recherchées telles que le nickel, le manganèse, le cobalt et le lithium. « Pour extraire ces métaux individuellement dans une étape chimique supplémentaire, un contrôle précis du pH est essentiel. Le pH est modifié progressivement par l’ajout des substances correspondantes via des pompes doseuses afin de libérer les métaux un par un sous forme d’hydroxydes en plusieurs étapes », explique Bekir Bayraktar. ProMinent fournit également ici les solutions adaptées avec les pompes doseuses à membrane motorisées de la famille sigma/ X ainsi que les capteurs correspondants.

Points clés

• Le respect précis de la recette est crucial dans la fabrication des précurseurs cathodiques, car il influence la performance de la batterie.
• Les pompes doseuses de ProMinent garantissent la précision nécessaire et convainquent par leur polyvalence pour différents domaines d’application ainsi que par leur commande directe via l’électronique intégrée ou par un système BUS.
• Pour des produits plus volumineux et plus visqueux de 1 000 litres jusqu’à 65 000 litres, le choix se porte souvent sur les pompes doseuses péristaltiques de ProMinent (précision de dosage jusqu’à ±1 % selon le milieu).
• Le réglage et le contrôle du pH sont très importants dans la fabrication et le recyclage des batteries lithium-ion. Les systèmes de mesure et de contrôle de ProMinent permettent des processus de production fiables.
• La combinaison convaincante : précision du dosage et grande reproductibilité des pompes durables de ProMinent associées à des capteurs et régulateurs très précis.
• Toutes les applications individuelles proviennent de ProMinent et sont donc parfaitement coordonnées.

Pour plus d’informations, veuillez consulter ici les pompes doseuses , ici les pompes doseuses péristaltiques ainsi que ici la technologie de mesure et de régulation, sondes .