S&Ls fortschrittliche Misch- und Reaktorlösungen für Lithium-Ionen-Batterieanodenmaterialien

Hintergrund

Angesichts der zunehmenden Verknappung der traditionellen Energieversorgung und des steigenden Drucks auf den Umweltschutz hat sich neue Energie in China zu einer zentralen Strategie entwickelt. Dies umfasst verschiedene Formen wie Windenergie, Solarenergie, Biomasseenergie, Kernenergie und alternative Antriebe für die Automobilindustrie. Seit 2017 spielt S&L eine entscheidende Rolle durch die Lieferung hocheffizienter Mischanlagen. Diese Anlagen werden in der Produktion von Kathodenaktivmaterialien (CAM), Kathodenmaterialvorprodukten (PCAM), Anodenmaterialien, Lithium-Eisenphosphat und ternären Lithiumbatterien für führende Hersteller von Rohstoffen für Elektrofahrzeugbatterien eingesetzt. Zu diesen namhaften Unternehmen zählen Ronbay Technology, Shanshan Technology, die Umicore Group und Beijing Easpring Material Technology.

Die Wertschöpfungskette der Antriebsbatterieindustrie für neue Energiefahrzeuge

Die Antriebsbatterie für Elektrofahrzeuge ist im Wesentlichen eine Lithium-Ionen-Batterie, die sich in mehrere Komponenten unterteilen lässt: Kathodenmaterialien, Anodenmaterialien, Batterieseparatoren, Elektrolyte und Hilfsstoffe. Nachfolgend finden Sie einen Überblick über die Wertschöpfungskette der Antriebsbatterieindustrie für Elektrofahrzeuge und eine umfassende Darstellung ihrer Struktur und Komponenten.

Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien

Die vorgelagerten Rohstoffe für Lithiumbatterie-Anodenmaterialien umfassen chemische Produkte wie Petrolkoks, Nadelkoks und Pech. Die mittleren Stufen beinhalten den Herstellungsprozess, während die nachgelagerten Stufen die Anwendungen in Antriebsbatterien, Verbraucherbatterien und industriellen Energiespeicherbatterien umfassen. Das folgende Schema veranschaulicht die Struktur der industriellen Wertschöpfungskette für Lithiumbatterie-Anodenmaterialien und hebt den Materialfluss und die Verbindungen zwischen den verschiedenen Stufen hervor.

Herstellungsprozess von Lithiumbatterie-Anodenmaterialien

Im Rahmen dieses Produktionsprozesses bietet S&L die notwendige Ausrüstung an. Dazu gehören Vormischer, Reaktionskessel (bestehend aus Heiz- und Kühlkesseln) sowie Anlagen zum Mischen graphitierter Produkte. Diese Angebote sind auf die spezifischen Anforderungen der Anodenmaterialproduktion zugeschnitten.

Ausrüstungsangebot von S&L

A. GBF Hochtemperatur-Hüllrohrkesselsystem

Der horizontale Hochtemperaturreaktor ist eine wichtige Anlage zur Beschichtung und Granulierung von Anodenmaterialien für Lithiumbatterien. Er zeichnet sich durch seine horizontale Bauweise mit einem zylindrischen, kreisförmigen Gehäuse aus, dessen Endkappen verschweißt sind. Das Material wird durch Wärmestrahlung externer Heizdrähte erhitzt, wobei die maximale Auslegungstemperatur bis zu 650 °C beträgt. Die Temperatur lässt sich in mehreren Stufen im Bereich von 350–650 °C einstellen und erfüllt somit effektiv die Anforderungen der Produktion hinsichtlich Temperaturschwankungen. Im Inneren ist ein Bandrührwerk verbaut, das über eine Kupplung mit einem Motor und einem Getriebe verbunden ist.

Vorteile:

Hohe Effizienz: Die breiteren inneren und äußeren Bandelemente ermöglichen eine stärkere Durchmischung, was zu einer kürzeren Mischzeit und einer ausgezeichneten Mischhomogenität führt.

Stabiler Betrieb: Die Kupplung zwischen Hauptwelle und Antriebssystem trägt dazu bei, Vibrationen und Stöße durch hohe Temperaturen zu vermeiden. Sie dient außerdem als Schutz gegen Überlastung des Antriebssystems.

Geringe Rückstände: An beiden Enden und am Boden der Hauptwelle sind verstellbare Abstreifer angebracht, wodurch die Spalten minimiert und die Rückstände auf ein Minimum reduziert werden.

B. WLDH Bandmischer

Der horizontale Bandmischer findet breite Anwendung beim Mischen von Rohmaterialien für herkömmliche Lithiumbatterien sowie bei der Weiterverarbeitung der Graphitprodukte. Er besteht aus einem speziellen U-förmigen Gehäuse, Bandmischelementen, einem Antriebssystem und einem Auslassventil. Das äußere Band befördert das Material von den beiden Enden zur Mitte, während das innere Band es von der Mitte zu den beiden Enden transportiert. Dadurch entsteht eine Konvektionsbewegung, die eine optimale Homogenität der Mischung gewährleistet.

Vorteile:

Schonendes Mischen: Es gewährleistet ein sanftes Mischen, um eine Beschädigung der physikalischen Eigenschaften der Materialien zu verhindern.

Mehrere Strukturoptionen: Für die Struktur des Mischkörpers stehen verschiedene Optionen zur Verfügung, darunter U-förmige, tropfenförmige und zylindrische Formen.

Beschichtete Bänder: Die Doppelbänder sind mit Wolframcarbid beschichtet, wodurch die Lithiumbatteriematerialien wirksam von Metallionen isoliert werden.

Spezielle Dichtungskonstruktion: Eine spezielle Hauptwellendichtung wurde entwickelt, um Materialaustritt zu verhindern.

Erfolgsfälle

Shanshan (Innere Mongolei) verfügt über eine jährliche Produktionskapazität von 100.000 Tonnen Anodenmaterialien. Die Produktionslinie des integrierten Projekts wurde erfolgreich fertiggestellt. In der zweiten Phase ist der Bau einer Anlage mit einer jährlichen Kapazität von 60.000 Tonnen Anodenmaterialien und 60.000 Tonnen Kathodenmaterialien geplant, ergänzt durch eine Graphitisierungsanlage mit einer Kapazität von 52.000 Tonnen. Diese Phase soll bis Ende 2021 abgeschlossen und in Betrieb genommen werden. Die S&L Group lieferte die gesamte wichtige Mischanlage für dieses Projekt und erhielt von ihren Partnern großes Lob, was die Zuverlässigkeit und Qualität ihrer Produkte unterstreicht.

Blick in die Zukunft

Die globalen Strategien zur Energieeinsparung und Klimaneutralität werden voraussichtlich zu einem deutlichen Anstieg der Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen führen. Intelligente Technologie-Upgrades werden langfristig einen revolutionären Wandel in der Automobilindustrie auslösen und neue Wachstumschancen für Elektrofahrzeuge eröffnen. Prognosen zufolge werden die weltweiten Verkäufe von Elektrofahrzeugen bis 2025 15 Millionen und bis 2030 23 Millionen Einheiten erreichen. Dies wird zu einem exponentiellen Anstieg der globalen Marktnachfrage nach Lithium-Batterien führen. Die S&L Group verfügt bereits über umfangreiche Erfahrung in der Bereitstellung stabiler und zuverlässiger Mischanlagen für Lithium-Batteriehersteller in China und Südkorea. Angesichts des wachsenden Marktpotenzials ist S&L zuversichtlich, künftig noch mehr Möglichkeiten zu haben, den globalen Markt mit ihren hochwertigen Produkten und Dienstleistungen zu bedienen.