Nanopartikel-Pulver kommen in der Batterieproduktion zum Einsatz und erfordern höchste Sicherheitsmaßnahmen bei der Herstellung. Actemium hat eine integrierte Lösung für einen der führenden Anbieter in dieser Branche entwickelt.

Zur Herstellung einer Batterie sind viele Rohstoffe wie Lithium, Cadmium, Nickel oder auch Graphit erforderlich. Diese Bestandteile werden zur Beschichtung der Anode und der Kathode verwendet, welche bei der Umwandlung von chemischer in elektrische Energie eine wesentliche Rolle spielen.

„Der Umgang mit Nanopartikeln erfordert strenge Sicherheitsvorkehrungen, weil sie leicht in den Körper eindringen können.“

Der Einsatz von Nano-Metallpulver sorgt für eine möglichst große Oberfläche der beiden Elektroden und optimiert somit die Batteriekapazität. Aber „im industriellen Maßstab erfordert der Umgang mit den meist toxischen Nanopartikeln strenge Sicherheitsvorkehrungen, weil sie ansonsten leicht über die Atemwege oder auch die Haut in den Körper eindringen können“, unterstreicht Guillaume Lafay, Vertriebsleiter und Vertriebsingenieur bei Actemium Saint-Etienne Process Solutions (ASEPS), eine Business Unit der VINCI Energies-Gruppe.

Um die Sicherheit des Personals einer der größten europäischen Lieferanten dieser Pulver bei optimaler Produktqualität zu gewährleisten, hat ASEPS eine spezifische Lösung entwickelt, mit der diese Materialien aufgefangen, transportiert, dosiert und verpackt werden können.

Hohe technische Anforderungen  

Das Produktionsverfahren für diese Pulver erfordert zunächst einen Reaktor, in dem die Bestandteile zerstäubt und so auf Nanogröße gebracht werden. Kritisch wird es am Ausgang dieses Behälters. „Die Pulver müssen zunächst in einen Dosierer transportiert, dann verpackt und hermetisch versiegelt werden, bevor sie eine Dekontaminationsschleuse passieren. Der Prozess läuft unter Vakuum bzw. in einer inerten Atmosphäre ab und ist technisch höchst anspruchsvoll“, erläutert Lafay. 

Das von ASEPS entwickelte System deckt den kompletten Prozess einschließlich Planung, Realisierung, Installation und Inbetriebnahme von Reaktor und Dosierstation ab.

„Wir haben unterschiedliche Prüf- und Qualifizierungsphasen durchgeführt, um neues Equipment wie etwa ein selbst entwickeltes Mikrodosiersystem zu testen. Das ist komplex, weil Nanopulver ein ganz anderes Fließverhalten hat als Pulver mit größeren Partikeln“, erläutert der Actemium-Manager.

Leckortung

Die Business Unit von VINCI Energies hat auch ein innovatives pneumatisches Transportsystem zwischen Reaktor und Dosiereinheit entwickelt. „Auch hier mussten wir uns an die geringe Größe der Nanopartikel anpassen. Diese hat insbesondere Auswirkungen auf die Abnutzung der Rohrwandungen sowie die Erkennung von möglichen Rückstaubereichen und Lecks in der Anlage.”

Um ihre Lösungen zukünftig auch in größerem Maßstab implementieren zu können, plant ASEPS ein gasdichtes System, in dem die Pulver in Stickstoff- oder Argonatmosphäre transportiert werden. „Dadurch würden wir weniger Gas verbrauchen“ versichert Lafay, dessen Firma bereits auf der anderen Seite der Lieferkette, nämlich bei einem Batteriehersteller, an der Implementierung ihrer Lösung arbeitet.

11/02/2021