El electrolito de las baterías es uno de los fluidos más delicados en la fabricación moderna. Un electrolito típico de iones de litio es el hexafluorofosfato de litio (LiPF₆) disuelto en una mezcla de disolventes de carbonato orgánico: carbonato de etileno, carbonato de dimetilo, carbonato de etilmetilo y carbonato de dietilo. Esa mezcla es inflamable, volátil y químicamente agresiva. Peor aún, no tolera el agua: el LiPF₆ se mantiene estable en un entorno seco e inerte hasta unos 107 °C, pero al entrar en contacto incluso con trazas de humedad se descompone en fluoruro de litio y pentafluoruro de fósforo, y el PF₅ reacciona entonces con el agua para formar ácido fluorhídrico. El electrolito de grado batería se especifica con menos de 15 ppm de agua y menos de 50 ppm de HF por una razón. Una bomba que deja escapar vapor, deja entrar humedad o libera iones metálicos en el fluido no solo se desgasta, sino que puede destruir el electrolito y las celdas fabricadas con él.
Por eso, la manipulación de electrolitos se ha orientado hacia el uso de bombas sin juntas con piezas en contacto con el fluido fabricadas en fluoropolímeros. Llevamos más de una década suministrando bombas de accionamiento magnético y de motor encapsulado a plantas de materiales para baterías y líneas de producción de celdas. Esta guía explica cómo seleccionar bombas para las principales tareas de manejo de electrolitos —transferencia a granel, recirculación, llenado de celdas de precisión y dosificación de disolventes y aditivos— teniendo en cuenta los requisitos de control de humedad, contención de fugas y compatibilidad de materiales que diferencian el servicio de electrolitos de la transferencia química ordinaria. Se trata de un complemento específico de nuestra más amplia Guía para la selección de bombas en la fabricación de baterías de litio, que abarca toda la línea de producción, desde la lechada hasta la formación.
1. Las estaciones de manipulación de electrolitos en una planta de baterías
El electrolito pasa por varias estaciones distintas entre el depósito de disolvente sin tratar y la célula sellada. Cada una de ellas tiene unos requisitos diferentes en cuanto a caudal, precisión y contención:
● Trasvase a granel de disolventes y electrolitos — trasvase de disolventes de carbonato y electrolitos mixtos desde bidones, contenedores IBC y tanques a granel a tanques de almacenamiento diario y recipientes de mezcla.
● Mezcla y recirculación de electrolitos — mezclar sal y disolventes hasta obtener la formulación deseada y hacer circular la mezcla a través del sistema de filtración para alcanzar los niveles de pureza previstos.
● Llenado preciso de celdas — inyectar una dosis dosificada de electrolito en cada célula, normalmente al vacío, con una gran precisión volumétrica.
● Dosificación de aditivos y sal — dosificar los aditivos filmógenos y el concentrado en la mezcla en proporciones controladas.
● Recuperación de disolventes y gestión de residuos — la captura de los vapores de disolventes volátiles y el traslado del electrolito usado o que no cumple las especificaciones para su recuperación o eliminación.
Hay cuatro requisitos que se aplican a todos los casos: cero fugas de fluidos inflamables o tóxicos; cero entrada de humedad en un fluido que genere HF al entrar en contacto con el agua; ausencia de contaminación por iones metálicos o partículas en un líquido apto para baterías; y compatibilidad de los materiales con los disolventes de carbonato que hinchan o disuelven los polímeros inadecuados. Estos cuatro puntos determinan prácticamente todas las decisiones sobre la elección de bombas en la línea.
2. El problema de la humedad: por qué la arquitectura sin juntas es imprescindible
El único factor que determina la elección de la bomba de electrolitos es la reacción del LiPF₆ con el agua. En un entorno seco e inerte, la sal es estable. Si se introduce humedad, se hidroliza: el LiPF₆ se descompone en LiF y PF₅, y el PF₅ reacciona con el agua para liberar HF. El HF es altamente tóxico, corroe los equipos y ataca la célula internamente. Por lo tanto, el electrolito se mezcla, se transfiere y se llena en salas secas o bajo gas inerte, y todos los equipos en el recorrido deben impedir la entrada de humedad y retener el vapor.
Una bomba con sello mecánico no puede hacer esto. Su sello dinámico funciona en ambos sentidos: los vapores de disolventes inflamables se escapan hacia el exterior, y la humedad atmosférica se cuela hacia el interior, sobre todo a medida que el sello se desgasta. Ninguna de estas dos situaciones es aceptable en el caso de los electrolitos. Las bombas sin sello resuelven ambos problemas a la vez:
● Bombas de accionamiento magnético. Un acoplamiento magnético acciona el impulsor a través de una carcasa de contención sellada, por lo que no hay ninguna penetración del eje. El fluido se encuentra detrás de los sellos estáticos y de la carcasa: no hay sellos dinámicos, ni vías de fuga de vapor, ni vías de entrada de humedad. Para obtener más detalles técnicos, consulte nuestro Guía de selección de bombas industriales con accionamiento magnético.
● Bombas con motor encapsulado. El rotor funciona dentro de una carcasa sellada, integrada con la parte en contacto con el fluido, lo que elimina incluso el espacio del entrehierro de una unidad de accionamiento magnético. Para el funcionamiento continuo con disolventes y electrolitos, esta es la opción de contención más hermética. En nuestro Guía sobre la tecnología de las bombas con motor encapsulado.
En ambos casos, el resultado es el mismo: un recorrido hermético del flujo. Ese es el requisito básico para el electrolito, no una mejora. La lógica general de contención de fugas se describe en nuestro Página de soluciones de bombas a prueba de fugas.
3. Compatibilidad de materiales: piezas en contacto con el fluido de fluoropolímero y juntas de FFKM
Acertar con el sistema de contención es la mitad del trabajo. La otra mitad la constituye el material en contacto con el líquido, y el electrolito es muy exigente al respecto. Los disolventes carbonatados hinchan o disuelven muchos polímeros comunes, y las superficies metálicas, además de contaminar el fluido, se corroen al entrar en contacto con el HF que se forma. Una tabla práctica de compatibilidad:
| Componente | La elección correcta | Evita | Motivo |
| Carcasa y impulsor en contacto con el líquido | Revestimiento de fluoropolímero PFA o ETFE | Acero inoxidable y la mayoría de los metales | Los iones metálicos contaminan el líquido para baterías; el HF ataca al metal |
| Juntas estáticas / Juntas tóricas | FFKM (perfluoroelastómero) | Estándar FKM / Viton | El FKM se hincha en disolventes carbonatados y pierde su capacidad de sellado |
| Rodamientos | Carburo de silicio | Carbono/metal en algunos tipos | Químicamente inerte, resistente a la abrasión, tolerante al funcionamiento en seco |
| Cápsula de contención | Revestido de fluoropolímero o cerámica | Metal desnudo | Barrera inerte sin lixiviación |
El tema del FFKM suele pillar desprevenidos. Una bomba que, por lo demás, es adecuada —sin juntas, revestida de fluoropolímero— puede fallar si sus juntas tóricas son de FKM estándar, ya que los disolventes de carbonato hacen que el FKM se hinche hasta que la junta deja de sellar. El perfluoroelastómero (FFKM) es la especificación estándar para aplicaciones con disolventes de carbonato. Vale la pena confirmarlo en la ficha técnica en lugar de darlo por sentado. Nuestro Bomba de accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE está fabricado con piezas en contacto con el fluido íntegramente de fluoropolímero y es el modelo que configuramos con mayor frecuencia para la transferencia de electrolitos y disolventes de carbonatos. La gama completa de materiales se encuentra en nuestra Página de soluciones de bombas resistentes a la corrosión.
4. Transferencia en masa y recirculación
El trasvase a granel traslada los disolventes de carbonato y el electrolito mezclado desde los depósitos de almacenamiento a los depósitos de uso diario y a los recipientes de mezcla; la recirculación mezcla y filtra el electrolito hasta alcanzar la pureza deseada. Ambos son procesos de funcionamiento continuo en los que la eficiencia y la contención son más importantes que la dosificación precisa. Tres aspectos a tener en cuenta:
● Eficiencia en funcionamiento continuo. Estas bombas funcionan durante largos periodos de tiempo, por lo que una bomba sin juntas accionada eléctricamente resulta más económica que una accionada por aire a lo largo de las horas de funcionamiento. Una bomba de accionamiento magnético o con motor encapsulado es la más adecuada para esta aplicación y mantiene hermético el recorrido del flujo.
● Clasificación de zonas inflamables. Los disolventes de carbonato son inflamables, por lo que las zonas de trasvase están clasificadas como zonas de riesgo. El motor de la bomba debe contar con el grado de protección contra explosiones adecuado para el grupo de gases disolventes y la clase de temperatura correspondientes.
● Baja pulsación para una filtración estable. La recirculación a través de filtros finos funciona mejor con un caudal constante. El sistema hidráulico de vórtice con turbina regenerativa proporciona una salida con pocas pulsaciones, ideal para los circuitos de filtración.
Para la transferencia a granel y la recirculación, el Bomba de accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE abarca aplicaciones con electrolitos en contacto con fluoropolímeros, así como para el uso continuo con disolventes de alta pureza en los que ni siquiera es recomendable una trayectoria estática de la junta tórica, el Serie de bombas de vórtice en carcasa PWH/PWD/PWM ofrece la alternativa del motor encapsulado. Para una preparación con disolventes de menor agresividad que sea compatible con el acero inoxidable, el Bomba magnética de vórtice de acero inoxidable MDW es una opción más económica, aunque el fluoropolímero es la opción predeterminada más segura cuando hay LiPF₆ en el fluido.
5. Llenado celular de precisión: dosificación controlada al vacío
El llenado de las celdas es la tarea relacionada con el electrolito en la que la precisión es más crítica. Cada celda recibe una dosis precisa de electrolito, que normalmente se inyecta al vacío para que el líquido impregne completamente la pila de electrodos y el separador sin que queden burbujas de gas atrapadas. Un llenado insuficiente priva a la célula de electrolito y reduce su vida útil; un llenado excesivo desperdicia el costoso electrolito y puede provocar fugas o ventilación. Se trata de un ámbito de desplazamiento positivo, en el que el volumen por carrera es repetible independientemente de la contrapresión. Tres requisitos:
● Precisión volumétrica. Las tolerancias de llenado son muy estrictas: dosis inferiores al mililitro con una precisión de aproximadamente ±1 % o superior. Las bombas de engranajes con accionamiento magnético proporcionan el caudal repetible de pequeño volumen que esto requiere, sin juntas que puedan provocar fugas de electrolito.
● Compatibilidad con el vacío. El llenado al vacío implica que la bomba y los conductos se encuentran sometidos a una presión inferior a la atmosférica en el lado de la célula. La bomba debe dosificar con precisión en esas condiciones de presión sin perder el cebado ni aspirar aire.
● Bajo esfuerzo cortante y sin volumen muerto. La geometría interna lisa, con un volumen muerto mínimo, garantiza la precisión del llenado y facilita el cambio y la purga entre lotes.
Para el llenado de envases dosificados y la dosificación de aditivos, nuestro Bomba de engranajes magnética micro-mini MDC-M permite una dosificación precisa de pequeños volúmenes, y el Bomba de engranajes magnética MDC-K abarca el trasvase dosificado de alto caudal. La arquitectura de engranajes de accionamiento magnético garantiza la repetibilidad volumétrica necesaria para el llenado, al tiempo que mantiene sellada la vía de flujo. Encontrará información sobre el principio de desplazamiento positivo en nuestro Principio de funcionamiento y guía de selección de las bombas de desplazamiento positivo.
6. El proceso adyacente: NMP y transferencia de disolvente de la suspensión de electrodos
El electrolito no es el único fluido agresivo en una planta de pilas. En las fases previas, el recubrimiento de los electrodos utiliza N-metil-2-pirrolidona (NMP) como disolvente para disolver el aglutinante de PVDF en la pasta del cátodo. El NMP es agresivo, la pasta que transporta es viscosa y abrasiva, y se aplica la misma lógica de contención. Las plantas suelen especificar las normas de bombeo del lado del electrolito también para el lado del NMP, por lo que vale la pena tratarlas aquí:
● Transferencia y recuperación de NMP. El NMP se recupera y recicla tras su evaporación en los hornos de recubrimiento, lo que supone una operación de transferencia continua de un disolvente agresivo. Las bombas sin juntas revestidas de fluoropolímero son adecuadas para esta aplicación por las mismas razones por las que lo son para los electrolitos: su inercia química y un recorrido hermético del flujo.
● Manipulación de la pasta de cátodo. La pasta catódica de PVDF en NMP es viscosa, abrasiva y sensible al cizallamiento. Requiere un trasvase suave, con bajo cizallamiento y baja pulsación, que preserve la reología de la pasta y evite la segregación de partículas, con piezas en contacto con el líquido resistentes a la abrasión. Se trata de una clase de bomba diferente a la utilizada para el trasvase de electrolitos, y el marco de viscosidad se trata en nuestro Guía de selección para el bombeo de fluidos de alta viscosidad.
Lo importante para un comprador de instalaciones es que tanto el NMP como el electrolito deben cumplir el requisito de estar revestidos de fluoropolímero y carecer de juntas, por lo que establecer una norma común para las bombas en ambos casos reduce la complejidad en la gestión de repuestos. Toda la línea, desde los electrodos hasta la formación, se trata en nuestro Guía para la selección de bombas en la fabricación de baterías de litio.
7. Prácticas operativas: salas blancas, purga e integración de sistemas
Elegir la bomba adecuada es necesario, pero no suficiente. El mantenimiento de los electrolitos conlleva una serie de aspectos operativos que determinan si una bomba correctamente seleccionada funciona realmente:
● Integración de la cámara seca y el gas inerte. La mezcla, el trasvase y el llenado se realizan en salas secas con un punto de rocío muy bajo o bajo atmósfera de gas inerte. La bomba y sus conexiones no deben convertirse en un punto de entrada de humedad. El diseño sin juntas ayuda, pero los racores, las juntas y cualquier puerto de los instrumentos también deben mantener el entorno seco.
● Purgado y cambio de producto. Las tuberías y las bombas se purgan con gas inerte seco o un disolvente compatible entre lotes. Una geometría interna lisa con un volumen muerto mínimo permite una purga limpia; las cavidades internas complejas retienen electrolito residual que puede hidrolizarse y formar HF posteriormente.
● Tolerancia de funcionamiento en seco. Durante los cambios de producto y el vaciado de la línea, es posible que la bomba funcione brevemente con poco líquido o sin él. Los cojinetes de carburo de silicio soportan mejor el funcionamiento en seco durante breves periodos que los cojinetes de carbón o metal, lo que protege la bomba durante estas transiciones.
● Puesta a tierra y control de la electricidad estática. Los disolventes de carbonato son inflamables, por lo que el control de la electricidad estática y la conexión a tierra adecuada de la bomba y las tuberías forman parte de la instalación, junto con la clasificación de protección contra explosiones del motor.
Estos aspectos se sitúan a nivel del sistema, y aclararlos en la fase de selección evita la situación habitual en la que una bomba elegida correctamente no rinde lo esperado porque no se ha especificado la integración del entorno.
8. Matriz de selección de bombas para el manejo de electrolitos
La tabla siguiente resume nuestras recomendaciones habituales para las estaciones de tratamiento de electrolitos. Se trata de puntos de partida; la formulación real del electrolito, el caudal y el objetivo de precisión siempre deben validarse en función del proceso real:
| Estación | Fluido | Requisito fundamental | Bomba recomendada |
| Trasvase a granel de disolventes de carbonato | CE/DMC/EMC/DEC | Zona inflamable, hermética | Accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE |
| Transferencia de electrolitos mixtos | LiPF₆ en carbonatos | Sin humedad, sin fugas | Accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE |
| Recirculación/filtración de electrolitos | Electrolito mixto | Baja pulsación, continuo | Vórtice en lata AMC-F o PWH |
| Recuperación continua de disolventes / COV | Disolvente recuperado | Máxima contención | Vórtice en lata PWH/PWD/PWM |
| Llenado preciso de celdas | Electrolito mixto | Precisión volumétrica en vacío | Engranaje magnético micro MDC-M |
| Dosificación de aditivos / sal | Concentrado de aditivos | Dosificado, repetible | Engranaje magnético MDC-M o MDC-K |
| Etapa de disolventes (pre-sal) | Disolvente de carbonato | Traslado más económico | MDW 316L vortex (motor Ex) |
Una sola línea incluye varios de estos modelos. Las bombas de accionamiento magnético con revestimiento de fluoropolímero se encargan de las tareas de trasvase y transporte a granel; las bombas con motor encapsulado se utilizan en los trabajos que exigen una contención continua más estricta; y las bombas de engranajes magnéticos se encargan de la dosificación y el llenado. Todas ellas comparten el circuito de flujo hermético y sin juntas que exige el electrolito.
9. Gama de bombas de electrolitos de Aulank
Llevamos más de 17 años suministrando bombas sin sellos a fabricantes de materiales para baterías y a líneas de fabricación de celdas en China, Corea del Sur, la India y Europa. La gama de productos que solemos recomendar para la manipulación de electrolitos es la siguiente:
● Bomba de accionamiento magnético AMC-F con revestimiento de PTFE — la unidad central de transferencia de electrolitos y carbonatos, con todas las piezas en contacto con el fluido fabricadas en fluoropolímero, contención hermética con accionamiento magnético y opciones de juntas de FFKM para aplicaciones con carbonatos.
● Serie de bombas de vórtice en carcasa PWH/PWD/PWM — Variante con motor encapsulado para la recuperación continua de disolventes y las tareas de contención más exigentes.
● Bomba de engranajes magnética micro-mini MDC-M y Bomba de engranajes magnética MDC-K — llenado preciso de celdas, dosificación de aditivos y transferencia dosificada con repetibilidad volumétrica y un circuito de flujo sellado.
● Bomba magnética de vórtice de acero inoxidable MDW — Opción más económica de acero inoxidable 316L para el almacenamiento de disolventes en formaciones presalinas, compatible con el acero inoxidable, con opciones de motores a prueba de explosiones.
Esto es lo que un fabricante de materiales para baterías o de celdas obtiene de nosotros concretamente:
● Piezas en contacto con el fluido de fluoropolímero y juntas de FFKM de serie para su uso con electrolitos de carbonato-disolvente y LiPF₆, tal y como se indica en la ficha técnica.
● Construcción hermética sin juntas en las gamas de motores de accionamiento magnético y de motor encapsulado, para garantizar la ausencia total de fugas de vapor y de entrada de humedad.
● Opciones de motores a prueba de explosiones adaptado al grupo de gases de disolventes de carbonatos y a la clase de temperatura de las zonas clasificadas.
● Cojinetes de carburo de silicio por su inercia química y su resistencia al funcionamiento en seco durante los cambios de producto y las purgas.
● Control de calidad documentado — Certificación ISO 9001, TÜV CE para bombas de vórtice con accionamiento magnético, registros de pruebas de parámetros individuales y más de 50 patentes sobre la estructura de accionamiento síncrono con imanes permanentes y el sistema hidráulico de vórtice blindado.
Si está buscando bombas para una planta de mezcla de electrolitos, una línea de llenado de celdas o una planta de materiales para baterías, envíenos la formulación del electrolito, el caudal, el nivel de precisión deseado y la clasificación de la zona, y le enviaremos una configuración recomendada con las especificaciones de los materiales y un presupuesto en un plazo de dos días laborables.
Consigue una configuración personalizada de la bomba de electrolitos
Tanto si fabrica equipos de llenado de celdas y mezcla de electrolitos como fabricante de equipos originales (OEM), como si gestiona una línea de producción de celdas en una gigafábrica o produce electrolitos y disolventes para baterías, nuestro equipo de ingeniería puede seleccionar la bomba adecuada —ya sea de accionamiento magnético sin juntas, con motor encapsulado o de engranajes magnéticos— para cada estación de manipulación de electrolitos de su proceso.
Habla con nuestro equipo: Contacta con Aulank | WhatsApp: +86 13773157367 | Correo electrónico: info@aulankpump.com
Echa un vistazo a las páginas de productos y soluciones correspondientes:
● Serie de bombas para productos químicos
● Serie de bombas de desplazamiento positivo