¿Cuáles son los retos para el polvo en las Gigafábricas?

Las Gigafactorías están impulsando la revolución energética, coordinando operaciones complejas que comienzan con el suministro de materias primas.

Trabajando en estrecha colaboración con proveedores de confianza, garantizan un acceso privilegiado al litio, el cobalto, el manganeso y el níquel, materiales esenciales para fabricar baterías de iones de litio.

El suministro de materias primas para las Gigafactorías es como un gran desafío geopolítico, en el que hay mucho en juego y es complicado. Ciertos países dominan la producción de materias primas clave, lo que crea una situación delicada de gestionar.

Por ejemplo, el Congo es un gigante en la producción de cobalto, lo que le confiere un poder significativo en el mundo. Por ello, es crucial que la región se mantenga políticamente estable para garantizar un suministro regular. Del mismo modo, el litio, crucial para las baterías, procede principalmente de Chile y Australia, por lo que la industria depende en gran medida de estos países.

En el caso del manganeso, Sudáfrica y Gabón son actores importantes, lo que subraya la importancia de colaborar estrechamente con ellos para garantizar que no se interrumpa el suministro. Por último, Indonesia se ha convertido en líder mundial de la producción de níquel, lo que añade otro nivel de complejidad a la cadena de suministro.

Navegar a través de esta situación geopolítica requiere una visión estratégica y asociaciones sólidas para garantizar un suministro estable de las materias primas esenciales para la revolución energética.

El núcleo del trabajo de Gigafactories es la transformación precisa de las materias primas en sulfatos de níquel, manganeso y cobalto. Este proceso demuestra una muy buena comprensión de los detalles necesarios para obtener la mejor calidad posible de los sulfatos, una etapa muy importante en la fabricación de baterías.

Para lograr esta transformación, cada material se vierte con gran precisión en reactores especiales. Se utiliza ácido sulfúrico y peróxido de oxígeno para crear una reacción química exacta. Las proporciones y adiciones de otros elementos varían según las necesidades de los fabricantes, lo que demuestra que cada etapa debe adaptarse con precisión. Esta especial atención garantiza la pureza de los sulfatos, esencial para el éxito del resto del proceso de fabricación.

La filtración extremadamente precisa es una etapa muy importante en la producción de Gigafactorías. Gracias a esta delicada etapa se crea la "torta de filtración", que contiene una concentración pura de sulfatos de níquel, manganeso o cobalto, lista para ser utilizada en las siguientes fases del proceso.

El filtro prensa desempeña un papel esencial en esta fase. No sólo recupera la "torta", sino que también elimina el líquido restante, lo que permite la cristalización de los sulfatos. A veces se añaden tornillos a la salida del filtro prensa para romper la "torta" y obtener un polvo más uniforme. Una vez concluida esta etapa, las llenadoras de bolsas grandes toman el relevo para envasar el polvo y prepararlo para la siguiente fase del proceso o para su transporte a las Gigafábricas.

La transformación de sulfatos en hidróxidos es una operación que requiere considerables conocimientos técnicos. Los sulfatos se vierten en un reactor al que se añaden hidróxido de sodio y otros productos en cantidades diferentes según las necesidades de la empresa.

La mezcla permanece en el reactor durante algún tiempo antes de ser enviada a los filtros prensa. Una vez más, la "torta de filtración" se aísla para recuperar la "torta" de hidróxido de níquel, litio, manganeso o cobalto. Esta etapa es muy importante y debe realizarse con precisión para obtener un polvo puro que repercutirá en la calidad del cátodo de la batería.

Durante esta etapa esencial, los hidróxidos de níquel, manganeso y cobalto se mezclan cuidadosamente en un mezclador cónico.
El objetivo principal es garantizar una mezcla perfectamente uniforme, que requiere un tiempo determinado para obtener la mezcla ideal. Es en esta mezcla donde toma forma el PCAM (Precursores de Material Activo Catódico), que es crucial para la calidad del electrodo positivo.

La fase de transformación térmica, que tiene lugar a 700°C en calcinadores especiales, es una etapa crucial. La PCAM, que resulta de la mezcla de hidróxidos de NMC, experimenta un cambio importante a alta temperatura. Este sofisticado proceso tiene lugar en calcinadores rotativos, donde la PCAM se mezcla con hidróxido de litio (o carbonato de litio) y aditivos especiales, reproduciendo una reacción esencial.

Este proceso consta de dos etapas de tratamiento térmico, que liberan gases y forman el CAM (Material Activo Catódico). La duración exacta de este proceso varía, pero es crucial para la estructura cristalina y el rendimiento electroquímico final del CAM.

Todas estas operaciones, desde las estrategias de suministro hasta los meticulosos procesos de transformación, posicionan a las Gigafábricas como actores principales en la evolución de la energía. La estabilidad geopolítica, los conocimientos técnicos y el respeto de los protocolos son los pilares de este éxito.
Al orquestar estas diferentes etapas en armonía, estas innovadoras instalaciones están sentando las bases de una transición energética sostenible, dando forma al futuro de las baterías de iones de litio. En este futuro, la visión estratégica se combina con el rigor técnico para impulsar la revolución energética hacia horizontes sostenibles.