针对电池材料混合中的ATEX防爆和惰化要求，有哪些解决方案？
在电池材料的生产和加工过程中，可能出现可燃粉尘、导电性粉体、湿度敏感组分，以及含溶剂的浆料。典型的固体材料包括NMC、NCA、LFP、石墨或硅基复合材料。它们是否存在爆炸危险、湿度敏感性或特殊反应性，必须针对每种配方和每个工艺阶段单独进行评估。
尤其具有挑战性的是可燃粉尘与溶剂蒸气可能同时出现的工艺。此类混合性气体的安全技术要求，可能比单纯的粉尘气氛或气体气氛更为严格。因此，防护方案必须覆盖整个工艺流程，包括加料、混合、卸料、输送、滤网设备及干燥室环境。
基础在于针对具体物料的风险评估。相关的特征值包括Kst值、最大爆炸压力、最小点火能量、最小点火温度、电阻，以及氧气极限浓度。对于含溶剂的工艺，还须考虑爆炸极限、闪点及蒸发行为。
通过惰化实现一级防爆
惰化措施旨在防止工艺空间内形成可点燃的气氛。为此，混合机及相连设备部件内的含氧量应保持在针对具体产品所确定的氧气极限浓度以下。通用的氧气极限值并不充分，因为粉尘种类、溶剂、温度、压力及粒径均会影响所需的设计方案。
惰性气体通常采用氮气。对于可能与氮气发生反应的材料，例如涉及金属锂的应用，则可能需要使用氩气。合适的方法包括冲洗惰化、带抽真空及后续充气的压力变换惰化，以及在运行过程中的连续吹扫惰化。
含氧量须通过合适的测量与分析技术进行监控。当产品要求较低的残余水分值时，可辅以露点或水分传感器进行补充测量。测量值与控制系统相连。关键工艺步骤只能在达到预先设定的放行值后才能启动。若超出限值，设备必须转入明确的安全状态。
通过点火源避免实现二级防爆
若无法可靠排除爆炸性气氛的存在，则必须避免有效点火源。区域划分须根据爆炸性气氛出现的可能性、持续时间和扩展范围来确定。对于具有粉尘爆炸性的产品，混合机内部空间可评定为20区。加料、卸料及滤网部位的区域，则可能被划为21区或22区。对于可燃溶剂，还须额外评估可能存在的气体或蒸气区域。
混合机、混合工具、管道、滤网、容器及移动式容器必须纳入统一的电位均衡和接地方案中。软管、密封件和衬里的选材，应确保不会助长不允许的静电荷积聚。电气设备必须适用于相应的区域。摩擦、撞击、轴承过热或密封件缺陷等机械点火源，同样须加以评估，必要时须进行监测。
结构性防爆
当惰化和点火源避免措施仍无法充分排除爆炸事件的发生时，结构性防爆可作为另一道防护屏障。设备可设计为耐压结构，或配备泄爆装置、抑爆系统及隔离装置。
爆破片或泄爆阀可将压力导向合适的区域。若设备安装于室内，可能需要配置无焰泄放装置或抑爆系统。快速关闭阀、灭火剂隔离装置或其他合适的系统，可防止火焰和压力波及前后相连的设备部件。每一项防护措施的适用性，都必须针对具体产品及设备配置予以验证。
混合性气体与干燥室技术
由粉尘和溶剂蒸气组成的混合性气体，其点火特性可能发生变化。即使是少量的蒸气成分，也可能降低粉尘混合物的最小点火能量。因此，惰化及防护措施的设计，必须考虑最不利的现实场景。
封闭式加料和卸料系统可减少粉尘外泄、产品损耗以及潮湿环境空气的侵入。根据工艺不同，可采用密闭容器对接系统、闸室、手套箱或隔离器。对于湿度极为敏感的材料，混合机可集成于干燥室内。干燥室与工艺惰化方案须在压差梯级、物料转运及排风引导方面相互协调。
作为整体系统的安全方案
用于电池材料混合的安全方案，须将物料特性分析、风险评估、区域划分、惰化、点火源避免，必要时还有结构性防爆措施综合结合起来。所有安全相关部件均须可检验、可维护，并纳入明确的操作规程之中。起决定性作用的，是物料特性、工艺控制、混合机、周边设备与环境之间的协调配合。
amixon®如此低污染、温和且低分离地混合电池材料：正极和负极粉末
电池材料对混合技术和设备方案提出了很高要求。正极和负极粉末应尽可能不混入金属磨屑，敏感的颗粒结构应得到保留，且混合物必须能够完全排空、且不发生明显分离。为此，amixon®将缓慢的混合运动、强烈的整体流动、低磨损材质与专为残留排空而设计的结构相结合。
污染防护始于材料选择
金属污染物可能损害电池材料的产品质量。因此，amixon®会根据具体产品的特性来确定材质选择。根据磨蚀性和纯度要求的不同，可选用耐磨材质、经淬硬或镶嵌硬质合金的混合工具，以及在受力较大表面施加陶瓷涂层。
缓慢的旋转运动与理想的混合均匀度
缓慢的旋转运动是amixon®混合技术的核心特征。它将温和的产品处理与整个混合体积的强烈翻转相结合。SinConvex®全域强制流动可覆盖整个混合腔体内的产品，并能显著减少局部剪切区和撞击区。
这对于含有导电炭黑、涂层颗粒或球形造粒物等敏感成分的正极和负极配方尤为有利。即使在粒径和密度存在差异的情况下，也能实现非常高的混合均匀度。目标是在尽可能低的机械负荷下，实现所有配方成分可重复、统计学意义上均匀的分布。
近乎无残留且低分离的卸料
高混合均匀度不应在卸料过程中丧失。因此，卸料是amixon®混合方案的重要组成部分。ComDisc®部件有助于将混合腔体内的残留产品排出，并降低卸料阶段发生分离的风险。
KoneSlid® KS可实现混合机的极快速卸料。较短的卸料时间可限制料堆形成及后续的分离效应。产品由此能够尽可能完整、均匀且可重复地进入后续工艺或指定容器。可达到的残留排空效果，始终取决于产品、配方、水分、颗粒结构及设备配置。
耐压或耐压冲设计
对于电池材料而言，可能出现细微可燃粉尘、溶剂气氛或易氧化的活性材料。因此，混合机可按项目要求设计为具备惰化能力、可在真空条件下运行，以及具备耐压或耐压冲性能。
耐压设计针对明确的内部压力进行设计，例如可能应用于真空工艺、惰化或气密工艺场景。耐压冲设计则是防爆方案的组成部分，用于应对混合机须承受明确爆炸压力所带来的机械影响。所需的具体结构方案，取决于风险评估结果、产品的安全技术特征值，以及整套设备的防爆方案。
在相应设计条件下，混合腔体可满足ATEX 20区应用要求。对于易氧化或湿度敏感的材料，可对混合物料进行惰化处理。VMT和AMT等气密设备还可在同一工艺空间内实现真空工艺和真空混合干燥。由此可减少倒料环节、接口数量及潜在的污染源。
覆盖至千兆工厂规模的设备规格
amixon®提供从技术中心混合机到大容积生产设备的全系列混合技术。HM双轴混合机的标准规格最大可达20立方米，特殊规格最大可达50立方米。Gyraton® GM可按大批量要求设计，同样适用于约10至100立方米范围内的电池物料。
在投资之前，相关设计方案将在amixon®技术中心使用原始产品进行验证。届时可在贴近实际的条件下评估混合均匀度、产品保护、磨损、残留排空、惰化及可清洁性。颗粒及污染分析可与运营方共同纳入试验方案。
卫生化设计作为结构基础
amixon®卫生化设计有助于实现可清洁性、产品纯净度及安全的批次切换。混合腔体与混合工具均采用无缝焊接并打磨处理。混合工具仅在上部支承。因此可省去接触产品的下部轴贯穿部位。
配备OmgaSeal®密封件的大型Clever-Cut®检修门，可便捷接触所有接触产品的表面。低死区的出料部件及可选配的集成清洗喷枪，支持干式或湿式清洁。根据产品、市场及要求的不同，设备可按相应的卫生理念和标准进行设计。
amixon®由此将缓慢的旋转运动、极高的混合均匀度、近乎无残留的排空，以及可按ATEX、惰化、耐压或耐压冲要求设计的结构方案结合在一起。最终成果是一套能够温和、安全且可重复地处理高要求电池材料的混合系统。