Kohlenstoffmaterialien
Prozesstechnologie für die Graphitverrundung
Aufgrund seiner Verwendung als Anodenmaterial in Lithiumionenbatterien hat Graphit eine herausragende Bedeutung im Bereich der Elektromobilität.
Graphit ist die unter Normalbedingungen stabile Modifikation des Kohlenstoffs und wird schon seit vielen Jahren beispielsweise in der Stahl- und Automobilindustrie eingesetzt.
Der im Zuge der Elektromobilität rasant wachsende Bereich der erneuerbaren Energien bietet das höchste Wachstumspotential für Graphit in den nächsten Jahren, da er als Anodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird. Dabei wird für eine Lithium-Ionen-Batterie etwa 10-15 Mal so viel Graphit wie Lithium benötigt.
Die Hauptform der weltweiten Graphitvorkommen ist sogenannter Flockengraphit, das sind im Gestein feinverteilte Graphitflocken mit einem Anteil von wenigen bis 20 % Gesamtgraphitgehalt. Der natürliche Graphit muss über verschiedene Verfahren aufbereitet werden, um schließlich die für die Batterieanwendung geforderte Reinheitsstufe von über 99,95 % zu erhalten.
Neben der chemischen Reinheit spielt aber auch die Morphologie des Graphits eine entscheidende Rolle. Für die Anwendung als Anodenmaterial ist sphärischer Graphit (SG) ideal. Dessen glatte, kleine Oberfläche verhindert ein Abblättern und führt zu einem geringeren irreversiblen Kapazitätsverlust und damit zu einer hohen Lebensdauer. Dank der hohen Stampfdichte erreicht man eine hohe Beladung und damit höhere Energiedichte.
Angebot anfordern
Effiziente Verrundung von Graphit mit dem NETZSCH Prozess
NETZSCH und Dorfner ANZAPLAN haben gemeinsam ein effizientes Verfahren zur Graphitverrundung entwickelt, das Nachteile des bislang häufig eingesetzten Verfahrens mit mehr als 20 in Reihe geschalteten Sichtermühlen überwindet:
In einem ersten Schritt wird der Flockengraphit in einer Sichtermühle oder Fließbettstrahlmühle auf die optimale Ausgangskorngröße für die Sphäroidisierung vorzerkleinert.
Die eigentliche Partikelverrundung findet dann direkt nachgeschaltet in der neu konzipierten NETZSCH Verrundungseinheit GyRho statt, die in unterschiedlichen Baugrößen verfügbar ist und auf die benötigte Ausstoßmenge ausgelegt werden kann. Für größere Durchsatzmengen können zwei (oder mehr) parallel betriebene Maschinen eingesetzt werden und ersetzen die erwähnten Züge von 20 Maschinen oder mehr.
Durch gezielte Einstellungen ist es möglich die maximale Ausbeute bei gewünschter Qualität zu erreichen. Qualitätskriterien wie Breite der Verteilung, Stampfdichte und Partikelgröße lassen sich durch Variation der Prozessparameter direkt beeinflussen.
Damit sind mit dem von NETZSCH neu entwickelten System GyRho alle auf dem Markt geforderten Qualitäten darstellbar, wie beispielsweise sphärischer Graphit mit einer Stampfdichte von 963 g/l und einem d50 Wert von 16,8 µm (Ausbeute bezogen auf Rohmaterialmenge 60,7 %).
Ihr Nutzen
Anlagendaten des NETZSCH GyRho Systems im Vergleich zu Systemen des Wettbewerbs
30 % höhere Anlagenverfüg-
barkeit
barkeit
65 % Gesamtausbeute*
* abhängig von Herkunft und Typ bis zu 65 % Gesamtausbeute bezogen auf Rohmaterialmenge
35 % geringere Betriebskosten*
* Opportunitäts-, Arbeits-, Ersatzteil-, Elektrizitätskosten, Abschreibung und Kosten für Graphitkonzentrat
