Les pompes Bredel 65 éliminent les problèmes rencontrés avec les pompes pneumatiques à double membrane dans une grande usine de batteries au lithium

• L’augmentation de la viscosité en cours de processus a entrainé des problèmes de débit pour les pompes pneumatiques à double membrane
• L’usure des clapets et des sièges a entrainé des fuites
• Les pompes péristaltiques Bredel 65 ont surmonté les deux problèmes, offrant ainsi un rendement constant

Les pompes péristaltiques Bredel de Watson-Marlow Fluid Technology Group permettent désormais un rendement constant dans les procédés de broyage à boulets dans une grande usine de batteries en Chine. Auparavant, le broyage à boulets était compromis par une pompe pneumatique à double membrane peu performante utilisée pour la recirculation des boues à haute viscosité. La réduction du débit/rendement et les fuites ont perturbé la production annuelle de l’entreprise d’environ 200 millions de batteries, dont approximativement 50 % sont basées sur la technologie lithium-phosphate de fer (LiFePo4). Les pompes pneumatiques à double membrane ont maintenant été remplacées par les modèles Bredel 65, offrant des performances optimales sans aucun problème d’usure.

Le défi dans ce secteur
Les annonces récentes des constructeurs automobiles, dont BMW et Volkswagen, concernant le développement de véhicules électriques catalysent un besoin sans précédent de batteries lithium-ion. En réalité, la demande mondiale de fabrication de batteries devrait avoir doublé en 2021 et la demande de stockage d’énergie au lithium-ion devrait être multipliée par dix d’ici 2040. Une grande partie de la demande supplémentaire sera attendue auprès de la Chine, où 55 % de la production mondiale de batteries lithium-ion est déjà basée. Ce chiffre devrait passer à 65 % d’ici 2021, selon Bloomberg New Energy Finance, lorsque les plus grandes usines devraient avoir une capacité de production de batteries atteignant la valeur stupéfiante de 120 gigawattheures par an.

En raison de leur longévité, de leur impressionnante densité de puissance et de leur sécurité inhérente, les batteries LiFePo4 (communément appelées LFP) sont de plus en plus utilisées dans des applications telles que les voitures et les motos électriques, ainsi que les lampes solaires de jardin et de surveillance. La technique de fabrication établie est le broyage à boulets, qui implique le co-broyage mécanique des poudres pour assurer une dispersion fine et uniforme des particules qui ne peut être obtenue par les méthodes plus conventionnelles de la métallurgie des poudres.

Problématique client
Le broyeur à boulets de l’usine de batteries en Chine doit écraser le LiFePo4 à des niveaux de l’ordre du micron, la recirculation de la boue s’étalant sur une période de 72 heures. Jusqu’à récemment, le processus s’appuyait sur des pompes AODD, mais en raison de l’augmentation de la viscosité de la boue pendant le broyage, atteignant 5000 cP, la réduction du débit et la baisse de rendement étaient des résultats indésirables.

Un autre problème dans l’usine, créée en 2001 et employant environ 150 personnes, était la nature abrasive de la boue, car elle contient approximativement 10 à 15 % de matières solides au début du procédé de fabrication. En conséquence, l’usure des clapets et des sièges sur les pompes pneumatiques à double membrane entrainait des fuites, ce qui provoquait des temps d’arrêt et des réparations, ainsi que des couts associés.

Une solution qui optimise le rendement
En revanche, le passage aux pompes péristaltiques Bredel 65 n’a entrainé aucune réduction de la capacité des pompes, ce qui garantit que le rendement de production est désormais constant. Les pompes Bredel ne sont pas affectées par la viscosité de la boue, un avantage vital dans un secteur où la demande de batteries lithium-ion devrait exploser au cours des cinq prochaines années. Les pompes tournent à 20 tr/min en continu, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans le cadre d’un procédé contrôlé par ordinateur. Il y a une pression positive du côté aspiration des pompes, tandis que la pression de refoulement est de 3 bars maximum.

Le concept unique d’accouplement direct des pompes péristaltiques à hautes capacités Bredel allie le faible encombrement des pompes à accouplement immédiat ainsi que la fiabilité et la simplicité des modèles à accouplement long. Les pompes Bredel utilisent des roulements robustes dans le rotor de la pompe, éliminant ainsi la charge en porte-à-faux, tandis que l’engrenage ultracompact à couple élevé s’aligne directement sur le corps de la pompe et est entièrement protégé par une zone tampon innovante.

Parmi les autres caractéristiques clés des pompes Bredel, citons la hauteur d’aspiration jusqu’à 9,14 mètres et les capacités de fonctionnement à sec et d’autoamorçage. En outre, elles sont idéales pour les produits à haute viscosité et permettent de manipuler sans problème les boues abrasives. Et facteur très important, la pompe ne contient aucun joint, clapet antiretour, membrane, presse-étoupe, rotor immergé, stator ou piston susceptibles de fuir, de rouiller, de se colmater, nécessitant donc d’être remplacés.

En fin de compte, la stabilité du débit et les intervalles de maintenance espacées des pompes Bredel permettent aux usines de fabrication de batteries de respecter les calendriers de production prévus.