Peristaltische pompen verpompen lithium voor de productie van Li-ion accu’s en batterijen. Deze slangenpompen doen dat zeer nauwkeurig, voorzichtig en veilig. Door de sterk groeiende vraag naar lithium-ion batterijen wordt de peristaltische pomp steeds vaker ingezet.
De peristaltische pomp, ook slangenpomp genoemd, is bij uitstek geschikt voor het verpompen van hoogwaardige lithiumhydroxide, dat in suspensievorm de basis vormt voor de productie van Li-ion batterijen. Dit komt ten dele doordat het een van de weinige pomptypes is die giftige, corrosieve en sterk bijtende vloeistoffen nauwkeurig en veilig kan verpompen zonder risico op productverlies of verontreiniging.
Peristaltische pomp = slangenpomp
Peristaltische pompen dragen echter, vanwege hun achterliggende pomptechniek, ook actief bij aan de kwaliteit van Li-ion-batterijen. Dat begint bij de start van het productieproces: de winning van lithium.
De peristaltische Verderflex Dura pompen zijn bestand tegen de bijtende en agressieve lithiumsuspensie, beschermen de producteigenschappen zoals de geleidbaarheid en garanderen vrijwel geen productverlies | foto: Verder
Lithiumwinning uit gesteente en zoutmeren
Lithium komt in twee bronnen voor: in harde gesteenten en in zoutbronnen. Omdat lithiumwinning uit zoutbronnen relatief hoge kosten met zich meebrengt, is de winning uit harde gesteenten het meest gangbaar. In harde gesteenten wordt lithiumhoudend erts, bekend als spodumeen, gewonnen uit afzettingen gevonden op verschillende mijnlocaties in Europa, Noord- en Zuid-Amerika, China en Afrika.
Waterintensief
Kenmerkend aan de productie van lithiumhydroxide is dat het zeer waterintensief is. Het proces bevat onder meer een reeks chemische reacties met zeer giftige zuren, en bestaat uit een combinatie van vlotteren, chemische extractie en waterbehandeling.
Het eindproduct van dit langdurige, complexe proces is het hoog-viskeuze lithiumhydroxide. Transport daarvan vereist een pomptechnologie die bestand is tegen de bijtende en agressieve aard van de suspensie en die tegelijkertijd de eigenschappen van de suspensie beschermt. Dit is waar de peristaltische pomp in beeld komt: hét pomptype dat geschikt is om deze suspensie veilig en zonder productverlies te verpompen.
Maar waarom zijn nu juist peristaltische pompen zo geschikt voor de productie van accu’s en batterijen? Dat heeft in de eerste plaats te maken met het kunnen fabriceren van een kwalitatief zo goed mogelijke batterij.
Peristaltische pompen en elektronen-dichtheid
Batterijfabrikanten richten zich op het produceren van een batterij met de hoogst mogelijke opslagcapaciteit. Dit leidt tot een zo lang mogelijke levensduur om apparaten van energie te voorzien. De capaciteit van een batterij is afhankelijk van de hoeveelheid elektronen die van de ene naar de andere kant stromen in de batterij: de elektrodes.
Anode en kathode
Batterijen hebben een negatieve elektrode en een positieve elektrode: de anode en de kathode. De anode is de negatieve elektrode die elektronen vrijgeeft die de elektrische lading naar de kathode, de positieve kant van de batterij, transporteren. De beweging van de elektronen tussen de negatieve en positieve elektrode ontlaadt de batterij: het apparaat ontvangt stroom. Laad je de batterij op, dan bewegen de elektronen in omgekeerde richting.
Peristaltische pomp beschermt tegen shear stress
De productie van deze elektrodes (anode en kathode) is extreem kwetsbaar en vereist een omgeving die niet geleidend is. Daarom is het bij het overbrengen van de lithiumsuspensie belangrijk dat er geen contact is met metaal en dat de elektrodesuspensie niet beschadigd raakt. Beschadiging leidt tot afschuiving: kwaliteitsverlies van de suspensie. Eventuele geleidende materialen of beschadiging van de suspensie hebben een directe invloed op de kwaliteit van de elektroden en dus de batterij.
Rubberen slang
Peristaltische pompen zijn voorzien van een rubberen slang: het enige contactpunt voor de vloeistof is de binnenkant van de slang. De zeer voorzichtige pompwerking beschermt elke vloeistof tegen beschadiging of afschuiving (shear stress), waardoor deze technologie het meest geschikt is voor het overbrengen van elk elektrodemateriaal.
Nauwkeurigheid en productbehoud
Peristaltische pompen zijn bovendien bij uitstek geschikt voor pompprocessen waarbij een hoge mate van nauwkeurigheid en productbehoud vereist is. Het behoud van de exacte samenstelling van het product dat moet worden verpompt, is een niet-onderhandelbaar aspect voor accufabrikanten.
De chemische samenstelling van de elektroden-suspensie, die bestaat uit een mengsel van onder meer kobalt, koper, nikkel, grafiet en mangaan, moet tijdens het hele transport- en pompproces exact in stand worden gehouden.
Naast hun vermogen om de productsamenstelling exact te houden, bereiken peristaltische pompen bovendien een doseringsnauwkeurigheid van 99,9 procent volumetrisch rendement: wat erin gaat, gaat eruit, zonder theoretisch productverlies.
Dat maakt het een buitengewoon betrouwbare pomptechniek, die vanuit zijn aard optimaal geschikt is voor inzet in de batterijproductie. Gezien de enorme groei in vraag naar accu’s en Li-ion batterijen die ons naar verwachting te wachten staat, gaat de peristaltische pomp dan ook een zonnige toekomst tegemoet.
-> Bekijk hieronder hoe een peristaltische pomp werkt:
