Pumpen für den Transfer und die Befüllung von Batterieelektrolyten: Ein Leitfaden zur Auswahl dichtungsloser Pumpen für die Feuchtigkeitskontrolle und präzise Dosierung

Batterieelektrolyt ist eine der anspruchsvollsten Flüssigkeiten in der modernen Fertigung. Ein typischer Lithium-Ionen-Elektrolyt ist Lithiumhexafluorophosphat (LiPF₆), gelöst in einer Mischung aus organischen Carbonatlösungsmitteln – Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat, Diethylcarbonat. Diese Mischung ist brennbar, flüchtig und chemisch aggressiv. Schlimmer noch, sie verträgt kein Wasser: LiPF₆ bleibt in einer trockenen, inerten Umgebung bis zu etwa 107 °C stabil, aber bei Kontakt mit selbst geringsten Feuchtigkeitsspuren zersetzt es sich zu Lithiumfluorid und Phosphorpentafluorid, und das PF₅ reagiert dann mit Wasser zu Flusssäure. Elektrolyt in Batteriequalität ist aus gutem Grund auf unter 15 ppm Wasser und unter 50 ppm HF spezifiziert. Eine Pumpe, die Dämpfe nach außen entweichen lässt, Feuchtigkeit eindringen lässt oder Metallionen in die Flüssigkeit abgibt, verschleißt nicht nur – sie kann den Elektrolyten und die daraus hergestellten Zellen zerstören.

Aus diesem Grund hat sich der Umgang mit Elektrolyten zunehmend auf dichtungslose Pumpen mit medienberührten Teilen aus Fluorpolymeren verlagert. Seit über einem Jahrzehnt liefern wir Pumpen mit Magnetkupplung und in einem geschlossenen Gehäuse eingebauten Motor an Batteriematerialfabriken und Zellproduktionslinien. Dieser Leitfaden behandelt die Auswahl von Pumpen für die wichtigsten Aufgaben im Elektrolythandling – Massentransport, Umwälzung, präzises Befüllen von Zellen sowie Dosierung von Lösungsmitteln und Additiven – unter Berücksichtigung der Anforderungen an Feuchtigkeitskontrolle, Leckageeindämmung und Materialverträglichkeit, die den Einsatz von Elektrolyten von gewöhnlichen Chemikalientransporten unterscheiden. Er ist eine gezielte Ergänzung zu unserem umfassenderen Leitfaden zur Auswahl von Pumpen für die Lithiumbatterieherstellung, das die gesamte Produktionskette vom Schlamm bis zur Formgebung abdeckt.

1. Die Stationen zur Elektrolytverarbeitung in einem Batteriewerk

Der Elektrolyt durchläuft zwischen dem Rohlösungsmitteltank und der geschlossenen Zelle mehrere unterschiedliche Stationen. Jede davon unterliegt anderen Anforderungen hinsichtlich Durchfluss, Genauigkeit und Sicherheitsvorkehrungen:

●   Transport von Lösungsmitteln und Elektrolyten in großen Mengen — Umfüllen von Karbonatlösungsmitteln und Elektrolytmischungen aus Fässern, IBC-Behältern und Großtanks in Tagestanks und Mischbehälter.

●   Mischen und Umwälzen von Elektrolyten — Einmischen von Salz und Lösungsmitteln bis zur gewünschten Zusammensetzung und Durchlaufen eines Filtrationsprozesses, um die Reinheitsziele zu erreichen.

●   Präzise Zellbefüllung — das Einbringen einer genau dosierten Elektrolytmenge in jede Zelle, in der Regel unter Vakuum, mit hoher volumetrischer Genauigkeit.

●   Dosierung von Additiven und Salz — Dosierung von filmbildenden Additiven und Konzentrat in kontrollierten Mischungsverhältnissen in die Mischung.

●   Lösungsmittelrückgewinnung und Abfallentsorgung — das Auffangen flüchtiger Lösungsmitteldämpfe und die Weiterleitung von verbrauchtem oder nicht spezifikationsgerechtem Elektrolyt zur Rückgewinnung oder Entsorgung.

Vier Anforderungen gelten für alle: keinerlei Austritt von brennbaren, giftigen Flüssigkeiten; keinerlei Eindringen von Feuchtigkeit in eine Flüssigkeit, die bei Kontakt mit Wasser HF bildet; keine Verunreinigung einer batterietauglichen Flüssigkeit durch Metallionen oder Partikel; sowie Materialverträglichkeit mit Carbonat-Lösungsmitteln, die ungeeignete Polymere aufquellen lassen oder auflösen. Diese vier Punkte entscheiden über fast jede Pumpenwahl in der Anlage.

2. Das Feuchtigkeitsproblem: Warum eine dichte Bauweise unverzichtbar ist

Der entscheidende Faktor bei der Auswahl einer Elektrolytpumpe ist die Reaktion von LiPF₆ mit Wasser. In einer trockenen, inerten Umgebung ist das Salz stabil. Bei Kontakt mit Feuchtigkeit hydrolysiert es – LiPF₆ zerfällt in LiF und PF₅, und PF₅ reagiert mit Wasser unter Freisetzung von HF. HF ist hochgiftig, greift die Anlagen an und zerstört die Zelle von innen. Daher wird der Elektrolyt in Trockenräumen oder unter Schutzgas gemischt, gefördert und eingefüllt, und jede Anlage auf dem Weg muss Feuchtigkeit fernhalten und Dämpfe zurückhalten.

Eine Pumpe mit Gleitringdichtung kann dies nicht leisten. Ihre dynamische Dichtung ist ein Zwei-Wege-Durchgang: Entzündliche Lösungsmitteldämpfe entweichen nach außen, und Luftfeuchtigkeit dringt nach innen ein, insbesondere wenn die Dichtung verschleißt. Beides ist bei Elektrolyten nicht akzeptabel. Dichtungslose Pumpen lösen beide Probleme auf einmal:

●       Magnetkupplungspumpen. Eine Magnetkupplung treibt das Laufrad durch einen abgedichteten Schutzmantel an, sodass keinerlei Wellendurchführung vorhanden ist. Die Flüssigkeit befindet sich hinter statischen Dichtungen und dem Mantel – keine dynamische Dichtung, kein Weg für Dampfleckagen, kein Weg für das Eindringen von Feuchtigkeit. Technische Details finden Sie in unserem Leitfaden zur Auswahl von industriellen Magnetkupplungspumpen.

●       Pumpen mit gekapseltem Motor. Der Rotor läuft in einem abgedichteten Gehäuse, das mit dem medienberührten Teil integriert ist, wodurch selbst der Magnetspalt einer Magnetkupplung entfällt. Für den Dauerbetrieb mit Lösungsmitteln und Elektrolyten ist dies die Option mit der höchsten Dichtheit. Die drei konstruktiven Ansätze werden in unserem Leitfaden zur Technologie von Motorpumpen in Gehäusen.

In beiden Fällen ist das Ergebnis dasselbe: ein hermetisch abgeschlossener Strömungsweg. Das ist die Grundvoraussetzung für Elektrolyte, kein zusätzliches Feature. Die allgemeine Logik der Leckageeindämmung ist auf unserer Seite zu leckagefreien Pumpenlösungen.

3. Materialverträglichkeit: Mit dem Medium in Berührung kommende Teile aus Fluorpolymer und FFKM-Dichtungen

Die richtige Wahl der Behälter ist schon die halbe Miete. Die andere Hälfte betrifft das mit der Flüssigkeit in Berührung kommende Material, und bei Elektrolyten sind die Anforderungen hier besonders streng. Karbonatlösungsmittel lassen viele gängige Polymere aufquellen oder lösen sie auf, und Metalloberflächen verunreinigen die Flüssigkeit und korrodieren unter dem entstehenden Flusssäure (HF). Eine praktische Kompatibilitätsübersicht:

KomponenteDie richtige WahlVermeidenGrund
Medienberührtes Gehäuse / LaufradPFA- oder ETFE-FluorpolymerauskleidungEdelstahl und die meisten MetalleMetallionen verunreinigen die Batterieflüssigkeit; HF greift Metall an
Statische Dichtungen / O-RingeFFKM (Perfluorelastomer)Standard FKM / VitonFKM quillt in Karbonatlösungsmitteln auf und verliert seine Dichtungsfähigkeit
LagerSiliziumkarbidKohlenstoff/Metall in bestimmten Güteklassenchemisch inert, abriebfest, trockenlaufsicher
Eindämmungshüllemit Fluorpolymer- oder KeramikauskleidungBlankes MetallInertbarriere ohne Auswaschung

Der Punkt mit dem FFKM-Material führt oft zu Problemen. Eine Pumpe, die ansonsten den Anforderungen entspricht – dichtungslos, mit Fluorpolymer ausgekleidet – kann dennoch versagen, wenn ihre O-Ringe aus Standard-FKM bestehen, da Karbonat-Lösungsmittel FKM so stark aufquellen lassen, dass die Dichtung ihre Dichtwirkung verliert. Perfluorelastomer (FFKM) ist die Standardausführung für den Einsatz mit Carbonat-Lösungsmitteln. Es lohnt sich, dies im Datenblatt zu überprüfen, anstatt davon auszugehen. Unser AMC-F PTFE-ausgekleidete Magnetkupplungspumpe basiert auf vollständig mit Fluorpolymer beschichteten medienberührten Teilen und ist das Modell, das wir am häufigsten für den Transfer von Elektrolyten und Karbonatlösungsmitteln konfigurieren. Das umfassendere Materialspektrum finden Sie auf unserer Seite zu korrosionsbeständigen Pumpenlösungen.

4. Massenübertragung und Rückführung

Bei der Großförderung werden Karbonatlösungsmittel und gemischter Elektrolyt aus dem Lager in Tagestanks und Mischbehälter befördert; bei der Rückführung wird der Elektrolyt gemischt und gefiltert, bis er die erforderliche Reinheit erreicht. Bei beiden handelt es sich um Dauerbetrieb, bei dem Effizienz und Containment wichtiger sind als eine präzise Dosierung. Drei Punkte, die zu beachten sind:

●       Wirkungsgrad im Dauerbetrieb. Da diese Pumpen über lange Zeiträume laufen, ist eine elektrisch angetriebene, dichtungslose Pumpe über die gesamte Betriebszeit hinweg wirtschaftlicher als eine luftbetriebene. Eine Pumpe mit Magnetkupplung oder einem gekapselten Motor ist für diese Aufgabe geeignet und hält den Durchflussweg hermetisch abgedichtet.

●       Einstufung für explosionsgefährdete Bereiche. Karbonatlösungsmittel sind brennbar, daher gelten die Umfüllbereiche als explosionsgefährdete Zonen. Der Pumpenmotor muss über die richtige Explosionsschutzklasse für die Lösungsmittelgasgruppe und die Temperaturklasse verfügen.

●       Geringe Pulsation für eine stabile Filtration. Die Rückführung durch Feinfilter funktioniert am besten bei gleichmäßigem Durchfluss. Die Wirbelhydraulik mit regenerativer Turbine sorgt für einen pulsationsarmen Durchfluss, der sich gut für Filterkreisläufe eignet.

Für den Massentransport und die Umwälzung ist die AMC-F PTFE-ausgekleidete Magnetkupplungspumpe deckt den Einsatz in mit Fluorpolymer benetzten Elektrolyten ab und eignet sich für den Dauereinsatz mit hochreinen Lösungsmitteln, bei dem selbst ein statischer O-Ring-Dichtungsweg unerwünscht ist, die Vortex-Pumpen der Baureihe PWH/PWD/PWM in Gehäuseausführung bietet die Alternative mit Fertigmotor. Für eine schonendere Lösungsmittelbehandlung bei gleichzeitiger Eignung für Edelstahl bietet das MDW-Edelstahl-Wirbelmagnetpumpe ist eine kostengünstigere Option, allerdings ist Fluorpolymer die sicherere Standardwahl, sobald LiPF₆ in der Flüssigkeit enthalten ist.

5. Präzise Zellbefüllung: Dosierung unter Vakuum

Das Befüllen der Zellen ist der Arbeitsschritt bei der Elektrolytverarbeitung, bei dem es am meisten auf Genauigkeit ankommt. Jede Zelle erhält eine präzise Elektrolytmenge, die in der Regel unter Vakuum eingespritzt wird, damit die Flüssigkeit den Elektrodensatz und den Separator vollständig benetzt, ohne dass Gas eingeschlossen wird. Eine Unterfüllung führt zu einer Unterversorgung der Zelle und verkürzt die Lebensdauer; eine Überfüllung verschwendet teuren Elektrolyten und kann zu Leckagen oder Entlüftung führen. Hier kommt die Verdrängungstechnik zum Einsatz, bei der das Volumen pro Hub unabhängig vom Gegendruck wiederholbar ist. Drei Anforderungen:

●       Volumengenauigkeit. Die Dosiertoleranzen sind eng – Dosierungen im Submilliliterbereich werden auf etwa ±1 % oder besser gehalten. Magnetgetriebene Zahnradpumpen liefern die dafür erforderliche wiederholbare Kleinmengenabgabe, ohne dass Dichtungen vorhanden sind, aus denen Elektrolyt austreten könnte.

●       Vakuumverträglichkeit. Das Befüllen unter Vakuum bedeutet, dass an der Zellseite der Pumpe und der Leitungen ein Unterdruck herrscht. Die Pumpe muss unter diesen Druckbedingungen präzise dosieren, ohne die Ansaugleistung zu verlieren oder Luft anzusaugen.

●       Geringe Scherbeanspruchung und kein Totvolumen. Eine glatte Innengeometrie mit minimalem Totvolumen gewährleistet eine hohe Füllgenauigkeit und sorgt für sauberere Umrüst- und Spülvorgänge zwischen den Chargen.

Für die dosierte Zellbefüllung und die Zugabe von Additiven bietet unser MDC-M Mikro-Mini-Magnetzahnradpumpe ist für die präzise Dosierung kleiner Mengen ausgelegt, und das MDC-K-Magnetzahnradpumpe deckt die dosierte Förderung bei höheren Durchflussmengen ab. Die magnetgetriebene Getriebearchitektur gewährleistet die für die Abfüllung erforderliche volumetrische Wiederholgenauigkeit und hält gleichzeitig den Durchflussweg dicht. Hintergrundinformationen zum Verdrängungsprinzip finden Sie in unserem Funktionsweise und Auswahlhilfe für Verdrängerpumpen.

6. Die angrenzende Aufgabe: NMP und der Lösungsmitteltransfer bei der Elektrodenaufschlämmung

Elektrolyt ist nicht die einzige aggressive Flüssigkeit in einer Batteriefabrik. Im vorgelagerten Bereich wird bei der Elektrodenbeschichtung N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) als Lösungsmittel verwendet, das das PVDF-Bindemittel in der Kathodensuspension auflöst. NMP ist aggressiv, die darin enthaltene Aufschlämmung ist viskos und abrasiv, und es gelten dieselben Sicherheitsvorkehrungen. Oftmals werden in Anlagen die für die Elektrolytseite geltenden Pumpenvorschriften auch für die NMP-Seite vorgeschrieben, daher lohnt es sich, dies hier zu behandeln:

●       Übertragung und Rückgewinnung von NMP. NMP wird nach dem Ausdampfen in den Beschichtungsöfen zurückgewonnen und recycelt, was eine kontinuierliche Förderung eines aggressiven Lösungsmittels erfordert. Mit Fluorpolymer ausgekleidete, dichtungslose Pumpen eignen sich hierfür aus denselben Gründen wie für Elektrolyte – chemische Inertheit und ein hermetisch abgeschlossener Strömungsweg.

●       Handhabung von Kathodensuspensionen. PVDF-in-NMP-Kathodenslurry ist viskos, abrasiv und scherempfindlich. Sie erfordert eine schonende Förderung mit geringer Scherung und geringen Pulsationen, die die Rheologie der Suspension bewahrt und eine Partikelseparation verhindert, sowie verschleißfeste, mit der Flüssigkeit in Berührung kommende Teile. Dies ist eine andere Pumpenklasse als die Elektrolytförderung, und die Viskositätsanforderungen werden in unserem Leitfaden zur Auswahl von Pumpen für hochviskose Flüssigkeiten.

Für den Anlagenkäufer ist entscheidend, dass sowohl NMP als auch Elektrolyt die Anforderung erfüllen, dichtungslos und mit Fluorpolymer ausgekleidet zu sein; ein einheitlicher Pumpenstandard für beide Bereiche vereinfacht daher die Ersatzteilbeschaffung. Die gesamte Leitung von der Elektrode bis zur Formation wird in unserem Leitfaden zur Auswahl von Pumpen für die Lithiumbatterieherstellung.

7. Betriebspraxis: Trockenräume, Spülung und Systemintegration

Die Auswahl der richtigen Pumpe ist notwendig, reicht aber nicht aus. Bei der Elektrolytversorgung gibt es einige betriebliche Aspekte, die darüber entscheiden, ob eine korrekt ausgelegte Pumpe auch tatsächlich die gewünschte Leistung erbringt:

●       Integration von Trockenräumen und Inertgas. Das Mischen, Umfüllen und Abfüllen erfolgt in Trockenräumen mit sehr niedrigem Taupunkt oder unter Schutzgas. Die Pumpe und ihre Anschlüsse dürfen keine Eintrittsstelle für Feuchtigkeit darstellen. Eine dichtungslose Bauweise ist dabei hilfreich, doch auch Armaturen, Dichtungen und alle Instrumentenanschlüsse müssen die Trockenheit gewährleisten.

●       Entlüften und Umstellen. Leitungen und Pumpen werden zwischen den Chargen mit trockenem Inertgas oder einem geeigneten Lösungsmittel gespült. Eine glatte Innengeometrie mit minimalem Totvolumen lässt sich gründlich spülen; in komplexen Innenhohlräumen hingegen können sich Elektrolytrückstände ansammeln, die später hydrolysieren und HF bilden können.

●       Toleranz bei Trockenlauf. Während des Umstellens und beim Entleeren der Leitung kann es vorkommen, dass eine Pumpe kurzzeitig mit wenig oder gar keiner Flüssigkeit läuft. Siliziumkarbidlager vertragen kurzzeitigen Trockenlauf besser als Kohle- oder Metalllager, wodurch die Pumpe während dieser Übergangsphasen geschützt wird.

●       Erdung und statische Entladung. Da Karbonatlösungsmittel entflammbar sind, gehören neben der Explosionsschutzklasse des Motors auch Maßnahmen zur Vermeidung statischer Aufladung sowie die ordnungsgemäße Erdung der Pumpe und der Rohrleitungen zur Installation.

Diese Punkte betreffen die Systemebene, und wenn man sie bereits in der Auswahlphase klärt, vermeidet man das häufige Problem, dass eine zwar richtig ausgewählte Pumpe nicht die erwartete Leistung erbringt, weil die umgebende Integration nicht festgelegt wurde.

8. Eine Matrix zur Pumpenauswahl für die Handhabung von Elektrolyten

Die nachstehende Tabelle fasst unsere üblichen Empfehlungen für die Elektrolyt-Handhabungsstationen zusammen. Diese dienen als Ausgangspunkt; die tatsächliche Elektrolytformulierung, der Durchfluss und die Zielgenauigkeit müssen stets anhand des realen Prozesses überprüft werden:

BahnhofFlüssigkeitWesentliche AnforderungEmpfohlene Pumpe
Massentransport von Karbonat-LösungsmittelnEC/DMC/EMC/DECExplosionsgefährdeter Bereich, hermetischAMC-F PTFE-ausgekleideter Magnetantrieb
Gemischtelektrolytischer TransferLiPF₆ in KarbonatenKeine Feuchtigkeit, keine UndichtigkeitenAMC-F PTFE-ausgekleideter Magnetantrieb
Elektrolytrückführung / FiltrationMischelektrolytGeringe Pulsation, kontinuierlichAMC-F oder PWH-Vortex im Gehäuse
Kontinuierliche Lösungsmittelrückgewinnung / VOCRückgewonnenes LösungsmittelHöchste SicherheitsstufePWH/PWD/PWM-Vortex-Dosen
Präzise ZellbefüllungMischelektrolytVolumengenauigkeit unter VakuumMDC-M-Mikromagnetgetriebe
Dosierung von Zusatzstoffen / SalzAdditivkonzentratDosiert, wiederholbarMagnetgetriebe MDC-M oder MDC-K
Lösungsmittelvorbehandlung (vor dem Salzen)KarbonatlösungsmittelKostengünstigere ÜbertragungMDW 316L Vortex (Ex-Motor)

Eine einzige Produktreihe umfasst mehrere dieser Modelle. Mit Fluorpolymer ausgekleidete Pumpen mit Magnetkupplung übernehmen die Haupt- und Förderaufgaben, Pumpen mit gekapseltem Motor kommen bei Anwendungen mit strengsten Anforderungen an die kontinuierliche Eindämmung zum Einsatz, und Magnetzahnradpumpen übernehmen die Dosierung und Befüllung. Allen gemeinsam ist der dichtungslose, hermetische Durchflussweg, den Elektrolyte erfordern.

9. Das Portfolio an Elektrolytpumpen von Aulank

Seit mehr als 17 Jahren beliefern wir Hersteller von Batteriematerialien und Zellfertigungslinien in China, Südkorea, Indien und Europa mit dichtungslosen Pumpen. Das Portfolio, das wir üblicherweise für die Handhabung von Elektrolyten empfehlen:

●   AMC-F PTFE-ausgekleidete Magnetkupplungspumpe — die Kernkomponente für den Elektrolyt- und Karbonat-Lösungsmittel-Transfer, vollständig aus Fluorpolymer gefertigte medienberührte Teile, hermetisch abgeschlossene Magnetkupplung, FFKM-Dichtungsoptionen für den Einsatz mit Karbonaten.

●   Vortex-Pumpen der Baureihe PWH/PWD/PWM in Gehäuseausführung — Variante mit gekapseltem Motor für die kontinuierliche Lösungsmittelrückgewinnung und höchste Anforderungen an die Sicherheitsbehälterfunktion.

●   MDC-M Mikro-Mini-Magnetzahnradpumpe und MDC-K-Magnetzahnradpumpe — Präzise Zellbefüllung, Additivdosierung und dosierte Förderung mit volumetrischer Wiederholgenauigkeit und einem abgedichteten Durchflussweg.

●   MDW-Edelstahl-Wirbelmagnetpumpe — kostengünstigere 316L-Variante für die Vorbehandlung mit Lösungsmitteln im Vor-Salz-Bereich, die mit Edelstahlkompatibilität und explosionsgeschützten Motoroptionen ausgestattet ist.

Was ein Hersteller von Batteriematerialien oder Batteriezellen konkret von uns erhält:

●   Medienberührte Teile aus Fluorpolymer und FFKM-Dichtungen Standardmäßig für den Einsatz mit Karbonat-Lösungsmittel und LiPF₆-Elektrolyt, wie im Datenblatt bestätigt.

●   Hermetische, dichtungslose Bauweise für alle Baureihen mit Magnetantrieb und in Gehäuse eingebauten Motoren, um jegliches Entweichen von Dämpfen und jegliches Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern.

●   Optionen für explosionsgeschützte Motoren abgestimmt auf die Karbonat-Lösungsmittel-Gasgruppe und die Temperaturklasse für klassifizierte Zonen.

●   Lager aus Siliziumkarbid auf chemische Inertheit und Trockenlaufbeständigkeit während des Umstellens und Spülens.

●   Dokumentierte Qualitätskontrolle — ISO 9001, TÜV-CE-Zertifizierung für Wirbelpumpen mit Magnetantrieb, individuelle Prüfprotokolle sowie über 50 Patente auf die synchrone Permanentmagnetantriebsstruktur und die abgeschirmte Wirbelhydraulik.

Wenn Sie Pumpen für eine Elektrolytmischanlage, eine Zellbefüllungslinie oder eine Batteriematerialfabrik suchen, senden Sie uns bitte Ihre Elektrolytformulierung, den Durchfluss, die gewünschte Genauigkeit und die Zonenklassifizierung zu. Wir senden Ihnen dann innerhalb von zwei Werktagen eine empfohlene Konfiguration mit Materialspezifikationen und einem Angebot zu.

Lassen Sie sich eine individuelle Elektrolytpumpenkonfiguration zusammenstellen

Ganz gleich, ob Sie als OEM Anlagen zur Zellbefüllung und Elektrolytmischung bauen, eine Zellproduktionslinie in einer Gigafactory betreiben oder Elektrolyte und Lösungsmittel in Batteriequalität herstellen – unser Ingenieurteam findet für jede Elektrolyt-Handhabungsstation in Ihrem Prozess die passende dichtungslose Magnetkupplungspumpe, Kapselmotor-Pumpe oder Magnetgetriebepumpe.

Sprechen Sie mit unserem Team: Kontakt Aulank | WhatsApp: +86 13773157367 | E-Mail: info@aulankpump.com

Sehen Sie sich die entsprechenden Produkt- und Lösungsseiten an:

●   Chemiepumpen-Baureihe

●   Baureihe der Verdrängerpumpen

●   Korrosionsbeständige Pumpenlösungen

●   Auslaufsichere Pumpenlösungen

FAQ

Warum müssen Elektrolytpumpen dichtungslos sein?

Elektrolytpumpen müssen dichtungslos sein, da der Elektrolyt von Lithiumbatterien sowohl brennbar als auch extrem feuchtigkeitsempfindlich ist. Das LiPF₆-Salz ist in einer trockenen, inerten Umgebung bis zu etwa 107 °C stabil, aber bei Kontakt mit Spuren von Feuchtigkeit hydrolysiert es zu Lithiumfluorid und Phosphorpentafluorid, und das PF₅ reagiert mit Wasser zu Flusssäure – die giftig ist und sowohl die Ausrüstung als auch die Zelle angreift. Eine Gleitringdichtung ist ein Leckpfad in beide Richtungen: Entzündliche Lösungsmitteldämpfe entweichen nach außen, während Luftfeuchtigkeit nach innen eindringt, insbesondere wenn die Dichtung verschleißt. Dichtungslose Pumpen mit Magnetantrieb und in einem Gehäuse untergebrachten Motor beseitigen die dynamische Dichtung vollständig und bieten so einen hermetischen Strömungsweg ohne Dampfleckage und ohne Eindringen von Feuchtigkeit. Für Elektrolyte ist dies eine Grundvoraussetzung, kein Upgrade.

Welche medienberührten Werkstoffe sind mit Lithium-Batterieelektrolyt kompatibel?

Für Lithiumelektrolyte und Carbonat-Lösungsmittel sind medienberührte Teile aus Fluorpolymer – PFA- oder ETFE-Auskleidung – anstelle von Edelstahl oder anderen Metallen erforderlich. Metalloberflächen verunreinigen die batterietaugliche Flüssigkeit mit Metallionen und korrodieren unter dem sich bildenden HF. Statische Dichtungen und O-Ringe sollten aus FFKM (Perfluorelastomer) bestehen, Lager sollten aus Siliziumkarbid sein, um chemische Inertheit und Trockenlauf-Toleranz zu gewährleisten, und das Gehäuse sollte mit Fluorpolymer oder Keramik ausgekleidet sein. Die AMC-F-Magnetkupplungspumpe von Aulank mit PTFE-Auskleidung besteht aus vollständig mit Fluorpolymer ausgekleideten, mit der Flüssigkeit in Berührung kommenden Teilen und ist die Standardkonfiguration für den Transfer von Elektrolyten und Karbonatlösungsmitteln.

Warum versagt FKM (Viton) im Einsatz mit Karbonatlösungsmitteln?

Standard-FKM (Viton) versagt im Einsatz mit Karbonatlösungsmitteln, da diese Lösungsmittel – Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat – das FKM-Elastomer mit der Zeit aufquellen lassen, bis der O-Ring seine Dichtungsfähigkeit verliert. Eine ansonsten korrekte, dichtungslose und mit Fluorpolymer ausgekleidete Pumpe kann im Betrieb dennoch versagen, wenn ihre O-Ringe aus Standard-FKM bestehen. Die richtige Spezifikation ist FFKM (Perfluorelastomer), das gegen das Aufquellen durch Karbonatlösungsmittel beständig ist. Da dieses Detail leicht übersehen wird, lohnt es sich, das Dichtungsmaterial im Datenblatt der Pumpe zu überprüfen, anstatt davon auszugehen, da die Folge eine aufquellende Dichtung ist, aus der eine brennbare, feuchtigkeitsempfindliche Flüssigkeit austritt.

Welche Pumpe wird für die präzise Befüllung von Elektrolytzellen verwendet?

Für die präzise Befüllung von Elektrolytzellen werden magnetgeführte Verdrängerpumpen verwendet, da hierfür unabhängig vom Gegendruck ein wiederholbares Volumen pro Dosis erforderlich ist und nicht die variable Förderleistung einer Zentrifugalpumpe. Jede Zelle erhält eine präzise Elektrolytdosis, die in der Regel unter Vakuum eingespritzt wird, damit die Flüssigkeit den Elektrodensatz und den Separator vollständig benetzt, ohne dass Gas eingeschlossen wird. Eine Unterfüllung verkürzt die Lebensdauer, während eine Überfüllung kostspieligen Elektrolyt verschwendet und das Risiko von Leckagen birgt; daher sind die Toleranzen eng – Dosierungen im Submilliliterbereich mit einer Genauigkeit von ±1 % oder besser. Magnetgetriebene Zahnradpumpen bieten diese wiederholbare Kleinmengenabgabe mit einem abgedichteten Strömungsweg und ohne Elektrolytleckage. Die Mikromagnetzahnradpumpe MDC-M von Aulank ist für die Befüllung und Dosierung kleiner Mengen ausgelegt, während die MDC-K für die dosierte Förderung mit höherem Durchfluss eingesetzt wird.

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