Litiumioniakun elektrolyytin kuivaus
Heikki, Vilppola (2025)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025061022142
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025061022142
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää Broadbit Batteries Oy:lle toimiva prototyyppiprosessi litiumioniakun elektrolyytin kuivaamiseen ja tutkia adsorp-tiomenetelmään perustuvan kiintopetikolonnin toimintaa. Työn taustalla oli tarve korvata aiempi, tehoton ja hidas kuivaus schot-pullossa hansikaskaapissa modernimmalla ja skaalautuvammalla ratkaisulla.
Prototyypin suunnittelussa kiinnitettiin erityistä huomiota käytettävien materiaalien kemialliseen kestävyyteen ja järjestelmän tiiviyteen, koska elektrolyytin sisältämät komponentit ovat sekä vahvoja liuottimia että erittäin hygroskooppisia. Kokeellisessa osuudessa rakennettiin useita kolonneja sisältävä laitteisto, jolla tutkittiin virtausnopeuden vaikutusta kuivaustehokkuuteen sekä määritettiin jär-jestelmän kuivatuskapasiteetti eri olosuhteissa. Vesipitoisuuden mittaukset suoritettiin kulometrisella Karl Fischer-titrauksella.
Tulokset osoittivat, että elektrolyytti voidaan kuivata tehokkaasti alle 15 ppm:n vesipitoisuuteen 3Å-molekyyliseuloja sisältävillä kolonneilla, kun virtausnopeus pidetään riittävän alhaisena. (salattu). Työssä kehitetty järjestelmä mahdollisti kuivauksen lisäksi myös kuivien elektrolyyttinäytteiden toimittamisen asiakasyrityksille. Työn tuloksia voidaan hyödyntää kuivausprosessin jatkokehityksessä ja osana suurempaa elektrolyytin valmistuslinjaa.
Prototyypin suunnittelussa kiinnitettiin erityistä huomiota käytettävien materiaalien kemialliseen kestävyyteen ja järjestelmän tiiviyteen, koska elektrolyytin sisältämät komponentit ovat sekä vahvoja liuottimia että erittäin hygroskooppisia. Kokeellisessa osuudessa rakennettiin useita kolonneja sisältävä laitteisto, jolla tutkittiin virtausnopeuden vaikutusta kuivaustehokkuuteen sekä määritettiin jär-jestelmän kuivatuskapasiteetti eri olosuhteissa. Vesipitoisuuden mittaukset suoritettiin kulometrisella Karl Fischer-titrauksella.
Tulokset osoittivat, että elektrolyytti voidaan kuivata tehokkaasti alle 15 ppm:n vesipitoisuuteen 3Å-molekyyliseuloja sisältävillä kolonneilla, kun virtausnopeus pidetään riittävän alhaisena. (salattu). Työssä kehitetty järjestelmä mahdollisti kuivauksen lisäksi myös kuivien elektrolyyttinäytteiden toimittamisen asiakasyrityksille. Työn tuloksia voidaan hyödyntää kuivausprosessin jatkokehityksessä ja osana suurempaa elektrolyytin valmistuslinjaa.