Production de batteries et de matériaux actifs
Alors que la demande de batteries continue d’augmenter, de nouvelles chimies de batteries et méthodes de production émergeront et seront commercialisées dans les années à venir. Une constante dans la production de batteries et de matériaux actifs est la nécessité d’un transfert thermique et d’une séparation efficaces.
Alfa Laval vous permet d’atteindre :
- Récupération de produit accrue
- Pureté du produit optimisée
- Efficacité énergétique améliorée
- Gestion durable de l’eau
Accélérer la circularité dans la production de matériaux actifs et de batteries
De la cristallisation du produit au traitement des eaux usées et à l’élimination des impuretés, Alfa Laval dispose d’équipements tout au long de la chaîne de valeur qui peuvent améliorer les processus au sein des gigafactories et des installations dédiées aux matériaux actifs de cathode (CAM). Grâce à la collaboration, Alfa Laval peut apporter à la fois des technologies de pointe et un savoir-faire en matière de procédés afin d’améliorer les processus et de réduire l’utilisation des ressources.
Dans la production de CAM, les systèmes d’évaporation d’Alfa Laval sont idéaux pour la cristallisation des produits à base de lithium et des sous-produits, tandis que leurs solutions de séparation centrifuge excellent dans l’élimination des impuretés ou la séparation des cristaux des solutions liquides.
De plus, comme la production de CAM et les processus de production des gigafactories génèrent des volumes importants d’eaux usées, un traitement des eaux usées économe en énergie est essentiel pour réduire les coûts et l’impact environnemental. La technologie de rejet liquide nul (ZLD) d’Alfa Laval minimise le poids et le volume des déchets, permettant la réutilisation de l’eau. Ce procédé permet souvent de récupérer des matériaux précieux qui seraient autrement perdus, améliorant ainsi à la fois la durabilité et l’efficacité dans la fabrication de batteries.
Aperçu du processus
La production de matériau actif de cathode (CAM) pour les batteries lithium-ion implique plusieurs étapes clés : en commençant par la préparation des matières premières, où les sulfates métalliques, hydroxydes ou carbonates sont traités ; suivie par la formation du précurseur par co-précipitation ou réactions à l’état solide ; le mélange et le broyage avec des composés de lithium ; la calcination ou le frittage à haute température afin d’obtenir la structure cristalline souhaitée ; la purification et le broyage pour affiner la taille des particules ; et enfin, le revêtement et le calandrage pour former une pâte d’électrode appliquée sur un collecteur de courant. Ce processus en plusieurs étapes garantit que le CAM possède les propriétés électrochimiques nécessaires pour une performance efficace de la batterie et nécessite différentes étapes de séparation ainsi qu’un transfert de chaleur efficace.
Dans une gigafactory, la production de cellules de batteries lithium-ion implique plusieurs processus clés : production des électrodes, où les matériaux d’anode et de cathode sont mélangés, enduits et séchés ; assemblage des cellules, qui comprend l’empilement ou l’enroulement des électrodes avec des séparateurs et leur remplissage avec un électrolyte ; finition des cellules, impliquant le scellement, le vieillissement et les tests des cellules pour garantir la qualité. Au sein de la production des électrodes, de l’assemblage des cellules et de la finition des cellules, un transfert de chaleur efficace est requis. Après le contrôle qualité, l’emballage et la logistique, l’eau utilisée dans les différentes étapes de production doit être traitée afin de minimiser l’impact environnemental. Alfa Laval joue un rôle à cet égard en proposant des technologies d’évaporation et de ZLD pour fermer la boucle et recycler autant d’eau que possible dans le processus. Cette approche globale garantit une fabrication de batteries efficace et durable.
Zéro rejet liquide
Les systèmes Zero Liquid Discharge (ZLD) d’Alfa Laval sont des solutions robustes et compactes utilisées à la fois dans le procédé principal en tant que cristalliseurs et dans le flux d’eaux usées afin de minimiser les rejets liquides.
Cela est rendu possible grâce à l’évaporateur AlfaFlash qui constitue le cœur de cette installation. Même lorsque le liquide de procédé (ou l’eau) doit être éliminé au niveau maximal, Alfa Laval ZLD peut fournir des résultats énergétiquement efficaces avec une empreinte au sol plus réduite que les technologies concurrentes.
Évaporation
Les évaporateurs d’Alfa Laval sont des systèmes thermiques hautement efficaces qui ont été optimisés pour concentrer les liquides de procédé de manière économique, tout en préservant la qualité du produit final. C’est généralement le cas pour les flux de recyclage où la concentration des composés souhaités est très faible.
Transfert de chaleur
Alfa Laval propose une large gamme d’échangeurs de chaleur à plaques à joints et soudés, qui sont très efficaces, compacts et flexibles dans leur conception.
Centrifugeuses décanteuses
Les centrifugeuses décanteuses assurent une séparation solide-liquide efficace, importante pour l’élimination des impuretés dans les procédés de raffinage des minéraux et pour la séparation et la récupération du produit final.
Les centrifugeuses décanteuses jouent également un rôle clé dans le traitement des eaux usées, en soutenant la récupération et la réutilisation de l’eau et d’autres matières clés.
Séparateurs à disques empilés
Les séparateurs à disques sont des séparateurs fiables et très efficaces qui peuvent être utilisés aussi bien pour la séparation solide-liquide, comme étape de polissage après l’étape principale de séparation, que pour la séparation liquide-liquide, nécessaire à la mise en œuvre réussie de l’extraction par solvant.