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Brennbares Siliziumpulver für Lithium-Ionen-Batterien wird auf sichere Weise pneumatisch gefördert

ABINGDON, OXFORDSHIRE, GROSSBRITANNIEN — Die Zukunft von Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion), die in Laptops, Telefonen, E-Autos und anderen Anwendungen zu finden sind, kann bei einem britischen Start-up Gestalt annehmen. Nexeon Ltd. hat am Hauptsitz in Abingdon, Oxfordshire, ein Werk zur Herstellung einer von ihr entwickelten Siliziumanode errichtet, die die Energiedichte und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus deutlich verbessert.

Ein kritischer Teil der Herstellung der Siliziumanoden besteht darin, genaue Mengen an Siliziumpulver und anderen Inhaltsstoffen von einer Sackentleerstation in einen Schlammtank zu transportieren, um sie mit einem PNEUMATI-CON^®-Vakuumfördersystem von Flexicon in eine wässrige Lösung einzumischen.

Dieser Transfer ist staubfrei und sicher. „Siliziumpulver ist brennbar und kann unter entsprechenden Bedingungen explosiv sein", sagt David Bent, Produktionsleiter bei Nexeon. „Flexicon analysierte das Pulver und entwickelte ein pneumatisches System dafür, einschließlich Staubschutz- und Explosionsschutzmaßnahmen."

Sackentleerstation hält Staub zurück

Der erste Schritt beim Transport des Pulvers ist die manuelle Entleerung von Säcken mit Silikonpulver und Additiven in die auf einem Bodentrichter montierte Sackentleerstation. Eine Sack Ablage bietet dem Bediener eine Arbeitsfläche zum Anlegen, Reinigen und Öffnen der Säcke.

Ein in die Sackentleerstation integriertes Staubsammelsystem saugt luftgetragenen Staub durch zwei Patronenfilter, die durch Rückwärtsluftstöße automatisch gereinigt werden, wobei der angesammelte Staub in den Trichter zurückgeführt wird.

Pneumatisches Fördersystem beschickt Wiegebehälter

Die Pulver fließen vom Bodenauslass des Bodentrichters über einen Aufnahmeadapter in die zweistufige pneumatische Förderleitung. Der erste vertikale Abschnitt führt 90 Grad vom Trichterauslass nach oben und schließt an den zweiten horizontalen Abschnitt, der vom Silizium-Entlade-zum Hauptverarbeitungsbereich verläuft. Der Aufnahmebehälter entleert das Material in einen Schlammnachlaufbehälter.

Ein Abzweigkanalgebläse stromabwärts des Filterempfängers oben auf dem Aufnahmebehälter sorgt für ein Vakuum, das das Material durch die pneumatische Leitung zieht und die Staubkontrolle verbessert. Das vollständig eingehauste System überträgt das Siliziumpulver praktisch staubfrei. Da das System unter Vakuum arbeitet, bleibt das Siliziumpulver im Fördersystem, selbst wenn die Integrität des geschlossenen Systems einmal unbeabsichtigt beeinträchtigt werden sollte.

Der Filterempfänger ist isoliert und sicher

Der Filterbehälter trennt das Siliziumpulver vom Luftstrom, bevor das Pulver in den Aufnahmebehälter gelangt. Wie die Sackentleerstation verfügt er über ein Rückwärts-Luftimpuls-System, das die Filterpatronen in zeitlichen Abständen automatisch reinigt. Der Filterempfänger ist in einem sicheren Bereich isoliert und mit einer Explosionsentlastungsplatte geschützt, die die bei einer eventuellen Explosion freigegebene Energie aufnehmen würde , ohne einen katastrophalen Ausfall des Filterempfängers zu verursachen. Am unteren Auslauf des Aufnahmetrichters entlädt ein pneumatisch betätigter Schieber das Siliziumpulver in den Schlammbehälter.

Ein Satz Wägezellen unter dem Bodentrichter der Sackentleerstation in Kombination mit Wägezellen unter dem Filterempfänger sendet Signale an die SPS, die die Zuführung einer vorbestimmten Menge an Pulver zum Schlammbehälter automatisiert.

Ein Niedrigpegelsensor in der Nähe der Unterseite des Bodentrichters signalisiert der SPS, bei Materialmangel das Förderband anzuhalten, bis mehr Pulver in den Trichter geschüttet wurde, um das Gesamtchargengewicht zu erreichen. Am Aufnahmetrichter signalisiert ein Hochpegelsensor der SPS, das Förderband anzuhalten, wenn der Trichter im Falle einer Systemstörung überfüllt wird.

Nexeon vermied Stückelei bei der Auswahl und Installation der Geräte, indem man sich für ein komplettes System von Flexicon entschied. „Wir sind sehr zufrieden mit dem Planungs-, Fertigungs-, Montage- und Inbetriebnahme-Service von Flexicon", erklärte Herr Bent.

Siliziumanodenersatz steigert die Leistung von Lithium-Ionen-Anwendungen

Die Technologie von Nexeon ersetzt herkömmliche Kohlenstoff-/Graphitanoden (den negativen Elektrodenpol) in Lithium-Ionen-Akkus durch eine proprietäre Siliziumformel, die die Energiedichte der Zelle erhöht und die damit verbundenen Ausdehnungsprobleme des Siliziums löst.

Der Markt für verbesserte Lithium-Ionen-Anoden ist weltweit enorm, da sie in Unterhaltungselektronikgeräten wie Smartphones, Tablets und Laptops zu finden sind. Das größte Marktpotential sind jedoch Elektrofahrzeuge, bei denen eine Verdreifachung der Nachfrage erwartet wird, sagt David Bent, Produktionsleiter.

Nexeon Ltd.
136 & 153 Eastern Avenue
Milton Park
Abingdon, Oxfordshire OX14 4SB
+44 1235 436320
www.nexeon.co.uk

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Brennbares Siliziumpulver für Lithium-Ionen-Batterien wird auf sichere Weise pneumatisch gefördert

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Silikonpulver und Additive werden manuell in die Sackentleerstation und den Bodentrichter entleert. Die Station umfasst eine Beutelablage und eine Staubabscheidung über zwei Patronenfilter. Die Pulver fließen vom Bodentrichter über einen Aufnahmeadapter in die pneumatische Förderleitung.

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Die Pulver werden von der Sackentleerstation durch die pneumatische Förderleitung zum Filterbehälter (hinten) im Hauptverarbeitungsbereich transportiert. Das vollständig geschlossene System verhindert das Austreten von Staub.

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Der Filterempfänger trennt das Siliziumpulver aus der Pneumatikleitung vom Luftstrom, bevor es in den Aufnahmetrichter gelangt und in einen Schlammbehälter gefördert wird. Ein Rückwärts-Luftstoß-System reinigt regelmäßig die Filterpatronen.

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

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

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