Dans la fabrication de batteries à énergie nouvelle, la filtration de la boue d'électrode affecte directement la stabilité du revêtement, la qualité de l'électrode, le fonctionnement de l'équipement et l'utilisation des matériaux. Même de petits agglomérats, des particules métalliques, de la boue séchée ou des contaminants étrangers peuvent entraîner des défauts de revêtement, une alimentation instable de la boue, un blocage du filtre et un gaspillage de matériaux inutile.

Un fabricant de batteries rencontrait une alimentation instable de la boue pendant le processus de revêtement des électrodes. Le client avait déjà installé un équipement de filtration, mais des fluctuations fréquentes se produisaient près de la machine de revêtement. La configuration de filtration existante ne parvenait pas à équilibrer efficacement l'élimination des contaminants, la stabilité du débit et la durée de vie du filtre.

Au lieu de simplement recommander une cartouche filtrante plus fine, Pullner a examiné la ligne de production réelle du client, le circuit de circulation de la boue, les positions de filtration, la disposition de l'équipement et les problèmes de fonctionnement. Sur la base de l'analyse sur site, Pullner a proposé une solution combinée d'optimisation de la filtration et de la tuyauterie utilisant une cartouche filtrante à tamis pour la protection en amont et trois filtres à capsule PRI à cartouche unique installés en parallèle avant la machine de revêtement.

Le système optimisé a aidé le client à améliorer la stabilité du revêtement, à réduire la perte de boue, à protéger l'équipement de production et à abaisser le coût d'exploitation global de la fabrication de batteries.

Le client utilisait de la boue d'électrode dans un processus de revêtement de batterie continu. Pendant la production, la boue devait passer par le système de distribution et de filtration avant d'entrer dans la machine de revêtement.

Cependant, plusieurs problèmes affectaient le fonctionnement normal :

• Flux de boue instable avant le processus de revêtement

• Performance de revêtement inégale causée par des contaminants ou des agglomérats

• Blocage rapide des filtres en aval

• Fluctuation excessive de pression dans la ligne d'alimentation en boue

• Arrêts fréquents de la ligne pour le remplacement et le nettoyage des filtres

• Boue restant à l'intérieur des filtres et des tuyauteries lors de la maintenance

• Augmentation du gaspillage de matériaux de batterie de grande valeur

Le client envisageait initialement de remplacer le filtre existant par un produit de filtration plus fin. Cependant, l'utilisation d'un filtre plus fin ne résoudrait pas nécessairement le problème. Si les grosses particules et les agglomérats n'étaient pas retirés à l'avance, le filtre final pourrait se boucher rapidement, créant une pression différentielle plus élevée et rendant l'alimentation en boue encore moins stable.

Pullner a donc recommandé d'évaluer la ligne de production complète plutôt que de se concentrer uniquement sur une cartouche filtrante.

L'équipe technique de Pullner a examiné les sections de préparation, de transfert, de pré-filtration, de circulation et de revêtement de la boue du client.

L'analyse a montré que la disposition de filtration d'origine ne fournissait pas une protection étagée suffisante. Les contaminants plus gros et les agglomérats de boue pénétraient dans la section de filtration en aval, augmentant la charge sur les filtres installés près de la machine de revêtement.

Dans le même temps, la configuration de tuyauterie d'origine ne fournissait pas une capacité de filtration suffisante pour un fonctionnement continu et stable. Lorsque la résistance du filtre en aval augmentait, la pression et le débit de la boue fluctuaient, ce qui affectait la consistance de la boue fournie à la machine de revêtement.

Le problème principal n'était donc pas causé par une seule cartouche filtrante. C'était le résultat combiné de la position de filtration, de la distribution des contaminants, de la surface de filtration disponible, de la disposition de la tuyauterie et du débit de fonctionnement réel.

Sur la base de ces constatations, Pullner a développé une solution de filtration à deux étages ainsi qu'une proposition de modification de la tuyauterie.

La première amélioration a consisté à installer une cartouche filtrante à tamis en amont de la section de pré-filtration existante.

La cartouche filtrante à tamis a été utilisée pour intercepter les particules plus grosses, les fragments de boue séchée, les agglomérats et autres contaminants grossiers avant qu'ils n'entrent dans le système de filtration en aval.

Comparé à l'utilisation directe d'une cartouche filtrante fine à cette position, le tamis offrait plusieurs avantages pratiques :

• Haute résistance mécanique

• Faible perte de charge initiale

• Performance stable dans les conditions de circulation de la boue

• Élimination efficace des contaminants plus gros

• Charge de contaminants réduite sur les filtres en aval

• Inspection et nettoyage faciles si nécessaire

• Durée de vie plus longue pour l'étage de filtration final

Cette protection en amont a empêché les contaminants grossiers de bloquer rapidement les filtres près de la machine de revêtement. Elle a également contribué à stabiliser la pression différentielle sur l'ensemble du système de filtration.

Le calibre de filtration et la structure de la cartouche à tamis ont été sélectionnés en fonction des caractéristiques de la boue du client, de l'état des contaminants, des exigences de débit, et de la cible de filtration en aval.

La deuxième amélioration a été apportée à l'entrée de la machine de revêtement.

Pullner a recommandé d'installer trois filtres capsules PRI à cartouche unique en parallèle avant que la boue n'entre dans la machine de revêtement. La configuration parallèle a augmenté la surface de filtration disponible et a réparti le débit total de boue entre trois unités de filtration.

Comparé à une seule ligne de filtration, la disposition parallèle à trois filtres offrait plusieurs avantages :

• Charge de débit plus faible sur chaque filtre individuel

• Perte de charge réduite à travers l'étage de filtration

• Alimentation en boue plus stable vers la machine de revêtement

• Capacité de rétention de saleté totale accrue

• Durée de vie du filtre plus longue

• Réduction de la fréquence des interruptions de production

• Maintenance et remplacement de filtre plus faciles

• Flexibilité d'exploitation améliorée

Le filtre capsule PRI combine la cartouche filtrante et le corps en une unité de filtration intégrée. Sa structure compacte permet de réduire les travaux d'installation complexes et rend le remplacement du filtre plus pratique.

Pour les applications de boue de batterie, la configuration interne du filtre peut être personnalisée en fonction de la composition de la boue, du calibre de filtration requis, de la viscosité, du débit, de la pression, de la température et des exigences de compatibilité chimique.

La conception parallèle était particulièrement importante dans ce projet. Au lieu de forcer le débit de production complet à travers un seul filtre, la boue était distribuée à travers trois unités de filtration PRI. Cela a réduit la résistance de filtration de chaque branche et a permis une alimentation plus stable du processus de revêtement.

La sélection des produits n'était qu'une partie du projet. Pullner a également aidé le client à optimiser la tuyauterie de filtration.

La modification s'est concentrée sur l'amélioration de la distribution du débit de boue, la réduction des zones de rétention inutiles et la garantie que les trois filtres parallèles fonctionnaient dans des conditions équilibrées.

L'optimisation comprenait l'examen de :

• Positions d'installation des filtres

• Disposition des branches de tuyauterie

• Directions d'entrée et de sortie

• Distribution du débit entre les filtres parallèles

• Positions des vannes

• Points de surveillance de pression

• Procédures de remplacement des filtres

• Drainage et récupération de la boue

• Accès au nettoyage et à la maintenance

Une tuyauterie équilibrée était importante car un système parallèle mal conçu peut entraîner une distribution inégale du débit. Un filtre peut supporter un débit plus élevé que les autres, entraînant un blocage plus rapide et une pression de fonctionnement instable.

Pullner a donc pris en compte à la fois les produits de filtration et la disposition réelle de la tuyauterie. Cela a permis aux trois filtres capsules PRI de fonctionner comme une seule étape de filtration coordonnée au lieu de trois filtres indépendants avec une charge inégale.

La ligne modifiée a également rendu la maintenance plus pratique et a réduit la quantité de boue restant à l'intérieur du système de filtration lors du remplacement des filtres.

Après l'installation dupré-filtre à tamis, des troisfiltres capsules PRIen parallèle et de la disposition optimisée de la tuyauterie, le client a effectué des tests de production dans des conditions de fonctionnement réelles.

Le système de filtration a montré une performance de pression et de débit plus stable. Les contaminants plus gros étaient interceptés par le filtre à tamis en amont, tandis que les filtres capsules PRI assuraient une filtration finale contrôlée avant la machine de revêtement.

Le client a signalé des améliorations claires dans le processus de revêtement :

• L'alimentation en boue est devenue plus stable

• Les fluctuations de revêtement ont été réduites

• Le blocage des filtres s'est produit moins fréquemment

• Les interruptions de production ont été réduites

• Le gaspillage de boue lors de la maintenance a diminué

• Les équipements en aval ont reçu une meilleure protection

• Le fonctionnement de la filtration est devenu plus facile à gérer

La ligne de filtration optimisée a aidé le client à réduire la perte de précieuse boue de batterie. Elle a également réduit les coûts indirects associés aux défauts de revêtement, au nettoyage de l'équipement, au remplacement des filtres, aux temps d'arrêt de production et aux matériaux d'électrode rejetés.

Plus important encore, le projet a amélioré la stabilité de la ligne de revêtement complète plutôt que de résoudre un seul problème de filtration temporaire.

Le projet a été un succès car la solution était basée sur le processus de production réel du client.

La filtration de la boue de batterie ne peut pas être déterminée uniquement par un numéro de modèle de filtre ou un calibre nominal en microns. La viscosité de la boue, la teneur en solides, la distribution des particules, l'état des agglomérats, le débit, la pression, la conception de la tuyauterie, les exigences de revêtement et les procédures de nettoyage peuvent tous affecter les performances de filtration.

L'installation d'un filtre plus fin sans analyser ces conditions peut entraîner un blocage rapide, une chute de pression excessive, une courte durée de vie et une alimentation instable en boue.

Dans ce cas, Pullner a utilisé une stratégie de filtration étagée :

1. La cartouche filtrante à tamis a éliminé les contaminants plus gros avant la pré-filtration.

2. Trois filtres capsules PRI en parallèle ont assuré une filtration finale stable avant le revêtement.

3. La disposition de la tuyauterie a été modifiée pour améliorer l'équilibre du débit et les conditions de maintenance.

La combinaison des produits de filtration et de l'optimisation de l'ingénierie a permis au client d'obtenir un résultat plus pratique et durable.

Pullner fournit des produits de filtration personnalisés et un support technique pour les processus de fabrication de batteries lithium-ion et de nouvelles énergies, notamment :

• Filtration de boue de cathode

• Filtration de boue d'anode

• Filtration de ligne de revêtement d'électrode

• Filtration de transfert et de circulation de boue

• Pré-filtration des matières premières

• Filtration de l'électrolyte

• Filtration des liquides de procédé

• Filtration des liquides de nettoyage

Les solutions disponibles comprennent des cartouches filtrantes à tamis, des cartouches filtrantes plissées, des filtres en acier inoxydable, des filtres capsules, des corps de filtre et des systèmes de filtration parallèles personnalisés.

Pullner peut évaluer les propriétés de la boue du client, le débit de fonctionnement, le calibre de filtration, la pression, la température, l'équipement existant, les dimensions de la tuyauterie, l'espace d'installation et les exigences de remplacement des filtres avant de recommander une solution appropriée.

Plutôt que de sélectionner un filtre uniquement selon un numéro de modèle, Pullner se concentre sur le processus de filtration complet. Des tests d'échantillons et une validation en petits lots peuvent également être organisés avant une utilisation en production à grande échelle.

Pour plus d'informations sur la filtration de boue de batterie et les solutions de filtres capsules PRI, veuillez visiter www.pullnerfilter.com.