Neue Marke „On“ von Hosokawa: Umfangreiches Angebot für Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien
Die Hosokawa Micron Group legt verstärkt den Fokus auf Lösungen zur Herstellung und zum Recycling von Lithium-Ionen-Batterien. Dafür hat die Unternehmensgruppe ein internationales, konzernweites Kompetenzteam gegründet und die Marke „On“ ins Leben gerufen.
„On“ steht für die Energie und die Power hinter dem Projekt. Die Marke kennzeichnet eine neue Produktlinie für Systeme zur Herstellung von Energy Performance Materialien und ermöglicht Interessenten aus der Batterieindustrie schnellen Einstieg und Zugang zum umfangreichen Lösungsangebot des Konzerns.
Gebündelte Kompetenzen
Die Sparte Chemie von Hosokawa Alpine ist Spezialist im Aufbereiten der Kathoden-Materialien, die Sparte Minerals verfügt über umfassende Erfahrungen bei der Aufbereitung des Anodenmaterials, und die Sparte Recycling legt das Augenmerk auf Inhouse- und End-of-Life-Recycling. Hosokawa Micron B.V. in den Niederlanden hat sich auf Trocknen und Mischen sowie Coatieren spezialisiert, Hosokawa Micron Powder Systems in den USA hat viel Erfahrung in der Aufbereitung von Lithiumcarbonat aus Salaren, Hosokawa Micron Ltd. aus Großbritannien auf das Containment, und Hosokawa Solids in Deutschland und Spanien auf das Bulk & Material-Handling. Die Vermahlung der Materialien durch die ACM-BC in Keramikausführung ist eine Kernkompetenz der japanischen Hosokawa Micron Corporation, die sich über viele Jahre hinweg entwickelt hat. Besonders hervorzuheben ist die langjährige Expertise des japanischen Teams, das nicht nur auf dem Gebiet der Keramikbearbeitung, sondern auch im speziellen Bereich des Kathoden-Aktiv-Materials herausragende Fähigkeiten und Kenntnisse aufweist.
„Es lag für uns nahe, diese vielseitigen Kompetenzen für unsere Kunden zu bündeln und diese Power in der neuen Marke On zu vereinen“, sagt Marco Hauk, Teamleiter des Projektteams und Vice President Powder Segment bei Hosokawa Alpine. Durch geltende EU-Richtlinien und die kommende Batterieverordnung sind Unternehmen angehalten, mehr in die Batterieproduktion zu investieren, und werden dabei großzügig staatlich gefördert. „Hersteller streben heute kompakte Batterien mit hoher Energiedichte, schneller Ladezeit und langer Lebensdauer an. Wir möchten dazu beitragen, dass unsere Kunden diese Anforderungen optimal erfüllen“, schildert Hauk. Dafür unterstützt On Kunden bei der Materialentwicklung und Perfektionierung der Roh- und Aktivmaterialien über die Lieferung kompletter Produktionsanlagen und -systeme bis hin zum Recycling – und das als 360 Grad-Angebot vom Labor- bis hin zum Produktionsmaßstab.
Rohstoff-Trocknung, Vermahlung und Coatierung für die Kathode
Kathoden-Materialien wie Nickel, Mangan oder Kobaltoxid müssen vor der Verarbeitung aufbereitet und vor der Vermahlung in einem kontinuierlichen Prozess getrocknet werden. Der DMR Flash-Trockner von Hosokawa Micron B.V. ermöglicht die Trocknung des aktiven Materials und erreicht Endfeuchten von unter einem Prozent. Durch die ultrafeine Vermahlung der aktiven Pulver entstehen im nächsten Schritt kleinere Partikel mit größerer Oberfläche. Dies sorgt für eine optimale Batterieleistung: Ladezeiten, Kapazität und Nutzungsdauer werden verbessert. Die speziellen Mühlenlösungen der Hosokawa Alpine AG sind die Sichtermühle ACM und die Fließbett-Gegenstrahlmühle AFG. Bei der abschließenden Coatierung der Elektrodenmaterialien werden Mischer mit hoher Scherkraft eingesetzt. Der Paddelmischer Cyclomix, der modulare Paddelmischer Modulomix oder der konische Schneckenmischer Nauta von Hosokawa Micron B.V. sorgen nicht nur für eine homogene Mischung der Materialien, sondern auch für optimale Coatierung mit Carbon Black und Bindemitteln, sodass sich die Leitfähigkeit der Batterie weiter verbessert.
Effiziente Graphit-Rundung
Graphit ist das wichtigste Anodenmaterial für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien. Die Industrie steht hier aktuell vor einer großen Herausforderung. Um die stark steigende Nachfrage nach Graphit als Anodenmaterial bedienen zu können, werden hocheffiziente Anlagenkonzepte zur nachhaltigen Herstellung von Graphitmaterialien benötigt. Die Lösung dafür ist die Konzipierung abgestimmter Anlagen zur Vermahlung und Verrundung von Graphitpartikeln, was die Leistung und Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien entscheidend verbessert.
Die Lösung dafür ist die Rundung der normalerweise plättchenförmigen Graphitpartikel. Dieser Prozess erhöht die Stampfdichte bei gleichbleibend hohem Durchsatz und sorgt so für verbesserte Lebensdauer, Schnelladefähigkeit und Leitfähigkeit der Batterien. Für die Rundung von Naturgraphit hat Hosokawa Alpine eine spezielle Maschine entwickelt: den APR (Alpine Particle Rounder). Für die Mahlung und Rundung von synthetischem Graphit oder Petrolkoks können Kunden auf die Sichtermühle Zirkoplex ZPS zurückgreifen. Zusätzlich unterstützt Hosokawa die Produktion neuer Anodenmaterialien wie Silizium-basierter Produkte durch optimal darauf abgestimmte Prozesse auf seinen AFG-Strahlmühlen.
Rückführung des Aktivmaterials in den Prozess
Rund zehn Prozent der beschichteten Kathoden- oder Anodenfolien enden als Ausschuss und müssen recycelt werden. Insbesondere die werthaltigen Aktivmaterialien wie das NMC oder LFP der Kathodenfolien oder die Graphit-Silizium-Mischungen der Anodenfolien sollten sortenrein und frei von Verunreinigungen aufbereitet und direkt zu recyceln sein. Dafür hat Hosokawa Alpine ein Verfahren entwickelt, das im ersten Schritt den Materialausschuss zerkleinert. Dies geschieht mit der Schneidmühle Rotoplex, die – sowohl um das Material zu schonen als auch aus Sicherheitsgründen – mit Inertgas betrieben werden muss. Nach der Vor-Zerkleinerung mit der Rotoplex bietet Hosokawa Alpine verschiedene Lösungen zur Delaminierung der Aluminium- oder Kupferfolie an, um das Kathoden- oder Anodenmaterial von der Trägerfolie abzulösen. Je nach Prozess kann nahezu das gesamte Aktivmaterial wieder direkt in den Prozess zurückgeführt werden. Optional können sich eine weitere Aufbereitung und Feinvermahlung bei Bedarf anschließen, damit der Materialausschuss dem Beschichtungsprozess wieder optimal zugeführt werden kann.
(Erschienen im EU-Recycling Magazin 12/2023, Seite 46, Foto: Hosokawa Alpine)
