Welche wichtige Rolle können permanentmagnetische Eisenentferner im Herstellungsprozess neuer Energiebatterien spielen?

Auf dem Weg zu höherer Energiedichte, längerer Lebensdauer und absoluter Sicherheit für neue Energiebatterien wird ein winziger, aber tödlicher Feind oft übersehen: ferromagnetische Verunreinigungen. Sie lauern wie Geister in Rohstoffen und Produktionsprozessen, und permanentmagnetische Eisenentferner sind die wichtigste Verteidigungslinie gegen diese unsichtbaren Bedrohungen. Industriestandards wie der neu veröffentlichte Gruppenstandard „Lithium-Eisenphosphat für Power-Batterien“ aus dem Jahr 2025 haben die Obergrenze für magnetische Fremdstoffe von 10 ppm auf unter 3 ppm verschärft und stellen nahezu strenge Anforderungen an den Eisengehalt. Dies bedeutet, dass die Produktionslinie über Möglichkeiten zur mikroskopischen Eisenentfernung verfügen muss.

Erstens sind ferromagnetische Verunreinigungen der „unsichtbare Killer“ der Batterieleistung und -sicherheit, der sich hauptsächlich wie folgt äußert:

Zerstörungskraft im Mikronbereich: Selbst winzige Eisenspäne und für das bloße Auge unsichtbare Verschleißmetallpartikel (wie z. B. Edelstahlpulver) werden in das Elektrodenmaterial eingemischt.

Durchstechen der Membran und Verursachen eines internen Kurzschlusses: Scharfe Verunreinigungen können während des Lade- und Entladevorgangs die dünne Batteriemembran durchstechen und die positiven und negativen Elektroden direkt verbinden, was zu internen Kurzschlüssen führen kann, die wiederum zu einem Batterieausfall und einer verstärkten Selbstentladung führen oder sogar ein thermisches Durchgehen verursachen können, was schwerwiegende Folgen wie Feuer und Explosion zur Folge haben kann.

Katalysieren Nebenreaktionen und beschleunigen den Zerfall: Eisenionen (Fe²⁺/Fe³⁺) sind starke Redoxkatalysatoren. Sie beschleunigen die Zersetzung des Elektrolyten und verbrauchen aktive Lithiumionen. Dies führt zu einem schnellen Kapazitätsverlust der Batterie, erhöhtem Innenwiderstand und einer deutlich verkürzten Lebensdauer. Insbesondere bei fortschrittlichen Materialsystemen wie Nickel- und Silizium-basierten Systemen ist dieser Effekt deutlicher.

Zerstören die Gleichmäßigkeit der Elektrodenbeschichtung: Verunreinigungspartikel beeinträchtigen die Gleichmäßigkeit und Konsistenz der Schlammbeschichtung und verringern die Batterieausbeute.

Zweitens nutzt der permanentmagnetische Eisenentferner das starke, konstante Magnetfeld, das von Hochleistungs-Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien (wie Neodym-Eisen-Bor) erzeugt wird, um ferromagnetische Verunreinigungen im Materialfluss berührungslos, effizient und kontinuierlich zu absorbieren und zu entfernen. Er spielt in mehreren Bereichen der Batterieherstellung eine unverzichtbare Rolle:

1. „Torwächter“ der Rohstoffreinigung:

Wichtige positive Elektrodenmaterialien (wie Lithiumeisenphosphat, ternäre Materialien, Lithiumkobaltoxid usw.): Ein permanentmagnetischer Eisenentferner ist eine notwendige Vorbehandlungsausrüstung, bevor die Materialien in die Charge gegeben werden. Entfernen Sie die Eisenspäne aus den Minen, Zerkleinerungs- und Mahlgeräten, die im Rohmaterialpulver vorhanden sein können, um die Reinheit der Quelle zu gewährleisten.

Materialien für negative Elektroden (Graphit, auf Siliziumbasis usw.): Auch hier muss das Eisen strikt entfernt werden, um Verunreinigungen zu vermeiden, die die Leistung der negativen Elektrode beeinträchtigen.

Leitmittel (Ruß etc.), Bindemittel: Auch diese Hilfsstoffe müssen enteisent werden.

2. „Scavenger“ im Produktionsprozess:

Verbindung zur Schlammaufbereitung: Beim Mischen, Dispergieren und Transportieren von positiven und negativen Elektrodenschlamms entstehen durch die Reibung der Geräte (Rührpaddel, Rohrleitungen, Pumpen und Ventile) Spuren von Metallabriebpartikeln. Der online installierte permanentmagnetische Eisenentferner in der Rohrleitung kann diese neuen Verunreinigungen in Echtzeit erfassen und so verhindern, dass sie sich mit dem endgültigen Beschichtungsschlamm vermischen.

Nach der Elektrodenbeschichtung/vor dem Walzen: Bei einigen Verfahren werden Eisenentfernungspunkte nach dem Trocknen der nassen Beschichtung und vor dem Eintritt in die Walzenpresse festgelegt, um Verunreinigungen zu entfernen, die während des Trocknungsprozesses eingebracht werden können.

Polspaltprozess: Durch den Verschleiß des Schneidwerkzeugs entstehen Metallspäne. Durch den Einsatz eines Eisenentferners nach dem Spalten und vor dem Wickeln/Stapeln können diese neuen Metallverunreinigungen effektiv entfernt werden.

3. „Reiniger“ für die Verarbeitung von Recyclingmaterial: Beim Batterierecyclingprozess ist der permanentmagnetische Eisenentferner beim Umgang mit komplexen Zerkleinerungsmaterialien aus Altbatterien ein Schlüsselgerät zum Trennen von Eisenschalen, Schrauben und anderen ferromagnetischen Metallverunreinigungen und legt damit den Grundstein für das anschließende Recycling hochwertiger positiver und negativer Elektrodenmaterialien.

Kurz gesagt: Im Produktionsprozess ist die Herstellung neuer Energiebatterien ein vielgestaltiges Mischfeld aus Pulvern, Schlämmen und Fertigprodukten. Daher haben sich auch permanentmagnetische Eisenentferner zu einer „dreistufigen Leiter“ entwickelt:

Mit dem Voranschreiten der TWh-Ära bei neuen Energiebatterien und der kontinuierlichen Verbesserung der Leistungs- und Sicherheitsstandards haben die Anforderungen an die Materialreinheit ein beispielloses Niveau erreicht. Permanentmagnetische Eisenentferner sind zwar kein direkter Bestandteil der Batterieproduktion, doch sie sind die Helden hinter den Kulissen, die die Kernqualität der Batterien gewährleisten – hohe Sicherheit, lange Lebensdauer und Konsistenz. Sie fangen winzige ferromagnetische „Killer“ an verschiedenen Schlüsselknotenpunkten ab und sind eine unverzichtbare und leistungsstarke magnetische Verteidigungslinie im Batterieherstellungsprozess. Daher bezeichnen wir permanentmagnetische Eisenentferner als „unsichtbaren Wächter“ bei der Herstellung neuer Energiebatterien.