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Mischtechnik

E-Mobilität baut auf robuste Mischer

| Autor / Redakteur: Dr. Dirk Jakobs* / Manja Wühr

Ohne robuste Mischtechnik werden E-Autos nicht ins Rollen kommen: Eine spezielle Variante des Pflugscharmischers sorgt für die homogene Aufbereitung der für die Lithium-Ionen-Akkus erforderlichen Rohstoffe.
Ohne robuste Mischtechnik werden E-Autos nicht ins Rollen kommen: Eine spezielle Variante des Pflugscharmischers sorgt für die homogene Aufbereitung der für die Lithium-Ionen-Akkus erforderlichen Rohstoffe. (Bild: Lödige)

Bei der Produktion von Lithiumakkumulatoren stellt die Aufbereitung der erforderlichen Rohstoffe höchste Anforderungen an die Mischtechnik – in puncto Produktsicherheit und Widerstandsfähigkeit. Für eine sichere Produktion hat Lödige seinen Pflugscharmischer nun weiterentwickelt.

Das Thema Elektromobilität ist zurzeit in aller Munde und angesichts der Diesel-Diskussion rücken elektrisch angetriebene Fahrzeuge noch mehr in den Fokus. China z.B. hat bereits für das Jahr 2019 eine Quote für Elektroautos von 10 % aller neu zugelassenen Fahrzeuge festgelegt. Für dieses ehrgeizige Ziel werden riesige Mengen an Lithium­akkumulatoren benötigt, die nur durch massive Erweiterungen der bisher vorhandenen Fertigungskapazitäten produziert werden können. Und auch in Europa steigt der Bedarf.

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In der langen Fertigungskette der Lithiumakkumulatoren stellt die Aufbereitung der Rohstoffe einen ersten, aber für die Qualität des Endproduktes mit entscheidenden Schritt dar. Die Kathoden heute üblicher Lithiumakkumulatoren bestehen im Wesentlichen aus einer Mischung aus Lithiumcarbonat und einem Nickel-Cobalt-Mangan-Mischoxid, dem zudem einige Additive zugegeben werden. Einige andere Stoffe hingegen sollen auf keinen Fall in die Masse gelangen, da sie die Eigenschaften der Batterie selbst in kleinsten Mengen schon negativ beeinflussen können. Eisen ist einer dieser unerwünschten Stoffe. Zum Homogenisieren der Kathodenmassen hat Lödige deshalb einen speziellen Maschinentyp entwickelt.

Da auch kleinste Verunreinigungen, die durch Eisen- bzw. Stahlabrieb verursacht werden könnten, vermieden werden müssen, sind umfangreiche Schutzmaßnahmen für die Stahlteile des Mischers erforderlich, die mit dem Produkt in Berührung kommen. Bei dieser anwendungsspezifischen Ausführung handelt es sich um die Weiterentwicklung der Pflugschar-Chargenmischer. Obwohl Lödige diese in unterschiedlichen Größen baut, haben sich die Typen mit einem Misch­raumvolumen von 1200 bis 3000 Litern als de-facto-Standard etabliert, da diese optimal auf die Verarbeitungskapazität der vor- und nachgeschalteten Prozessschritte abgestimmt sind.

Die Trommel der Pflugscharmischer wird von innen mit einer keramischen Auskleidung versehen. Die dazu verwendeten Spezialkacheln weisen eine hohe mechanische Stabilität und Abriebfestigkeit auf. Die Mischelemente können aufgrund ihrer komplexeren Geometrie nicht ohne Weiteres mit einer Auskleidung versehen werden, sondern vielmehr mit einem dünnen, aber extrem festen keramischen Überzug. Diese Beschichtung kann auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Übliche Beschichtungsmaterialien basieren auf Aluminiumoxid. Sie sind sehr hart und abriebfest. Die Beschichtung ist weniger als einen Millimeter dick. Auch schwierige Konturen können so vollständig und zuverlässig beschichtet werden.

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