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ÉTUDES DE CAS

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09/01/2016

Poudre de silicium combustible pour batteries lithium-ion transportées pneumatiquement, en toute sécurité

ABINGDON, OXFORDSHIRE, ROYAUME-UNI — L'avenir des batteries lithium-ion (Li-ion) que l'on trouve dans les ordinateurs portables, les téléphones, les voitures hybrides et d'autres applications est peut être en train de se concrétiser dans une startup britannique. Nexeon Ltd. a construit une usine dans son siège social à Abingdon, Oxfordshire, pour produire une anode de silicium qu'elle a créé et qui permet d'améliorer considérablement la densité énergétique et la durée de vie des batteries Li-ion.

Une partie critique de la production des anodes de silicium consiste à transférer des quantités précises de poudre de silicium et d'autres ingrédients d'une trémie vide-sacs vers un bassin de décantation pour les mélanger dans une solution aqueuse, en utilisant un système de convoyage par aspiration à phase diluée PNEUMATI-CON® de Flexicon (Europe) Ltd.

Le transfert est sans poussière et sans danger. "La poudre de silicium est combustible et peut être explosive dans certaines conditions", explique David Bent, directeur de production chez Nexeon. " Flexicon a analysé la poudre et a développé le système pneumatique, y compris la rétention de la poussière et les mesures de protection contre les explosions".


La trémie vide-sacs retient la poussière

La première étape du transport de la poudre consiste à vider manuellement les sacs de poudre de silicone et d'additifs dans la trémie vide-sacs montée sur une trémie de plancher. Un plateau de support pour sacs fournit une surface de travail pour que l'opérateur puisse mettre placer, nettoyer et ouvrir les sacs.

Un système de collecte de poussière intégré à la trémie vide-sacs aspire les particules de poussières en suspension sur deux cartouches filtrantes, puis les jets d'air comprimé inversé nettoient automatiquement les filtres et ramènent la poussière accumulée vers la trémie.


Le système de convoyage pneumatique alimente la trémie de pesée

Les poudres s'écoulent de la sortie inférieure de la trémie de plancher et passent à travers un adaptateur de chargement vers la conduite de convoyage pneumatique à deux étages. La première section verticale s'élève à 90 degrés du dessus de la sortie de la trémie et se raccorde à la deuxième section horizontale, qui va de la zone de déchargement du silicium à la zone principale de traitement. La trémie de réception se vide dans une cuve de décantation.

Une soufflerie à canal latéral en aval du filtre de réception au sommet de la trémie de réception fournit une aspiration qui attire le matériau dans la ligne pneumatique, améliorant ainsi la rétention de la poussière. Le système entièrement fermé transfère la poudre de silicium pratiquement sans poussière. Puisque le système fonctionne par aspiration, même si l'intégrité du système fermé est involontairement altérée, la poudre de silicium restera à l'intérieur du système de convoyage.


Le filtre de réception est isolé, sans danger

Le filtre de réception sépare la poudre de silicium du flux d'air avant que la poudre n'entre dans la trémie de réception. Comme la trémie vide-sacs, elle est équipée d'un système de jet d'air comprimé inversé qui nettoie automatiquement les cartouches filtrantes à intervalles réguliers. Le filtre de réception est isolé dans une zone sûre et protégé par un panneau de décompression conçu pour évacuer l'énergie associée à une explosion sans provoquer de défaillance majeure du filtre de réception. A la sortie inférieure de la trémie de réception, une vanne guillotine à commande pneumatique décharge la poudre de silicium dans le bassin de décantation.

Un ensemble de pesons sous la trémie de plancher au niveau de la trémie vide-sacs en combinaison avec des pesons sous le récepteur du filtre envoient des signaux au contrôle logique programmable qui automatise la livraison d'une quantité prédéterminée de poudre au bassin de décantation.

Un capteur de niveau bas près du fond de la trémie de plancher signale à l'automate programmable d'arrêter le convoyeur jusqu'à ce qu'une plus grande quantité de matériau soit déversée dans la trémie afin d'atteindre le poids total du lot. Sur la trémie de réception, un capteur de niveau haut signale à l'automate programmable d'arrêter le convoyeur si la trémie est sur le point de déborder en cas de dysfonctionnement du système.

Nexeon a évité une approche fragmentée dans le choix et l'installation des équipements en s'appuyant sur un système complet de Flexicon. "Nous sommes très satisfaits de la conception, de la construction, de l'installation et du service de mise en service de Flexicon", explique M. Bent.



Un substitut d'anodes de silicium améliore la performance du Li-ion

La technologie de Nexeon remplace les anodes conventionnelles carbone/graphite (la borne d'électrode négative) des batteries Li-ion par une structure de formulation en silicium brevetée qui augmente la densité énergétique de la cellule et résout les problèmes d'expansion inhérents au silicium.

Le marché des anodes au lithium-ion améliorées est énorme à l'échelle mondiale, car on les trouve dans les appareils électroniques grand public tels que les téléphones intelligents, les tablettes et les ordinateurs portables. Le plus grand marché émergent est celui des véhicules électriques, la demande devrait tripler, selon David Bent, directeur de production.



Nexeon Ltd.
136 & 153 Eastern Avenue
Milton Park
Abingdon, Oxfordshire OX14 4SB
+44 1235 436320
www.nexeon.co.uk
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La poudre de silicone et les additifs sont vidés manuellement dans la trémie vide-sacs et la trémie de plancher. La station comprend un support de plateau à sacs et un collecteur de poussière avec deux cartouches filtrantes. Les poudres s'écoulent de la sortie de la trémie et passent à travers un adaptateur de chargement vers la conduite de convoyage pneumatique.

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Les poudres s'écoulent de la trémie vide-sacs dans la ligne de convoyage pneumatique vers le filtre de réception (à l'arrière) dans la zone principale de traitement. Le système entièrement hermétique empêche l'échappement de la poussière.

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Au niveau de la ligne pneumatique, le filtre de réception sépare la poudre de silicium du flux d'air avant que la poudre n'entre dans la trémie de réception et finisse dans la cuve de décantation. Un système de jet d'air comprimé inversé nettoie les cartouches filtrantes à intervalles réguliers.

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Nexeon produit des anodes en silicium qui améliorent les performances des batteries lithium-ion.

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La poudre de silicium est l'ingrédient principal dans la fabrication des anodes de silicium de Nexeon.

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