ABINGDON, OXFORDSHIRE, REINO UNIDO — El futuro de las baterías de iones de litio (Li-ion) que se utilizan en ordenadores portátiles, teléfonos, coches híbridos y otras aplicaciones podría estar tomando forma en una startup británica. Nexeon Ltd. ha construido una planta en su sede central de Abingdon, en Oxfordshire, para producir un ánodo de silicio de su propio desarrollo que mejora significativamente la densidad energética y la vida útil de las baterías de iones de litio.
Una parte fundamental de la producción de los ánodos de silicio consiste en transferir cantidades precisas de polvo de silicio y otros ingredientes desde una estación de descarga de sacos hasta un depósito de lechada para mezclarlos en una solución acuosa, utilizando un sistema de transporte por vacío en fase diluidaPNEUMATI-CON® de Flexicon (Europe) Ltd.
La transferencia se realiza sin polvo y de forma segura. «El polvo de silicio es combustible y puede resultar explosivo en determinadas condiciones», afirma David Bent, director de producción de Nexeon. «Flexicon analizó el polvo y desarrolló el sistema neumático a medida, incluyendo medidas de control de polvo y protección contra explosiones».
La estación de descarga de sacos retiene el polvo
El primer paso en el transporte del polvo consiste en vaciar manualmente las bolsas de polvo de silicio y aditivos en la estación de descarga de bolsas instalada sobre una tolva de suelo. Un soporte para bandejas de bolsas proporciona una superficie de trabajo para que el operario coloque, limpie y abra las bolsas.
Un sistema de captación de polvo integrado en la estación de descarga de bolsas aspira el polvo en suspensión a través de dos filtros de cartucho, mientras que unos chorros de pulso inverso limpian automáticamente los filtros y devuelven el polvo acumulado a la tolva.
El sistema de transporte neumático alimenta la tolva de pesaje
Los polvos fluyen desde la salida inferior de la tolva de suelo a través de un adaptador de recogida hacia la línea de transporte neumático de dos etapas. La primera sección vertical se eleva 90 grados desde la salida de la tolva y se conecta a la segunda sección horizontal, que discurre desde la zona de descarga de silicio hasta la zona principal de procesamiento. La tolva receptora se vacía en un depósito de preparación de lechada.
Un soplador de canal lateral situado aguas abajo del filtro-receptor, situado en la parte superior de la tolva receptora, genera un vacío que aspira el material a través de la línea neumática, lo que mejora el control del polvo. El sistema totalmente cerrado transporta el polvo de silicio prácticamente sin generar polvo. Dado que el sistema funciona al vacío, incluso si la integridad del sistema cerrado se viera comprometida de forma involuntaria, el polvo de silicio permanecería dentro del sistema de transporte.
El receptor del filtro está aislado y es seguro
El receptor con filtro separa el polvo de silicio de la corriente de aire antes de que el polvo entre en la tolva receptora. Al igual que la estación de descarga de sacos, cuenta con un sistema de chorro de aire inverso que limpia automáticamente los cartuchos filtrantes a intervalos programados. El receptor con filtro está aislado en una zona segura y protegido con un panel de alivio de explosiones diseñado para disipar la energía asociada a una explosión sin provocar un fallo catastrófico del receptor con filtro. En la salida inferior de la tolva receptora, una válvula de compuerta deslizante accionada neumáticamente descarga el polvo de silicio al depósito de lechada.
Un conjunto de células de carga situadas debajo de la tolva del suelo en la estación de descarga de sacos, junto con las células de carga situadas debajo del receptor del filtro, envían señales al PLC, que automatiza el suministro de una cantidad predeterminada de polvo al depósito de lechada.
Un sensor de nivel bajo situado cerca del fondo de la tolva de suelo indica al PLC que detenga la cinta transportadora hasta que se vierta más material en la tolva, con el fin de alcanzar el peso total del lote. En la tolva receptora, un sensor de nivel alto indica al PLC que detenga la cinta transportadora si la tolva está a punto de desbordarse, en caso de que se produzca un fallo en el sistema.
Nexeon evitó un enfoque fragmentado en la selección e instalación de los equipos al confiar en un sistema completo de Flexicon. «Estamos muy satisfechos con el servicio de diseño, construcción, instalación y puesta en marcha prestado por Flexicon», explicó el Sr. Bent.
Un sustituto del ánodo de silicio mejora el rendimiento de las baterías de iones de litio
La tecnología de Nexeon sustituye los ánodos convencionales de carbono/grafito (el terminal del electrodo negativo) de las baterías de iones de litio por una estructura de silicio de fórmula propia que aumenta la densidad energética de la célula y resuelve los problemas de expansión inherentes al silicio.
El mercado de los ánodos de iones de litio mejorados es enorme a nivel mundial, ya que se utilizan en dispositivos electrónicos de consumo como teléfonos inteligentes, tabletas y ordenadores portátiles. El mayor mercado emergente es el de los vehículos eléctricos, donde se espera que la demanda se triplique, según afirma David Bent, director de producción.
Nexeon Ltd.
136 y 153 Eastern Avenue
Milton Park
Abingdon, Oxfordshire OX14 4SB
+44 1235 436320
www.nexeon.co.uk