Evolution Energy Minerals Limited heeft de resultaten bekendgemaakt van testwerk gericht op de productie van ongecoat en gecoat sferisch grafiet uit thermisch gezuiverd grafiet van het Chilalo Graphite Project van de onderneming in Tanzania. Het testwerk bouwt voort op eerdere tests die bevestigden dat thermische zuivering een ultrahoge zuiverheid van 99,9995 wt% C kan opleveren vóór het malen en vormgeven. Hoogtepunten: Elektrochemische resultaten geven aan dat Chilalo sferisch grafiet geproduceerd kan worden in de superpremiumklasse van actieve anodematerialen voor lithium-ionbatterijen in de EV- en energieopslagsectoren - deze klasse van actieve anodematerialen verkoopt voor USD 18.000 - USD 22.000 per ton.

Superieure elektrochemische prestaties van Chilalo gecoat sferisch grafiet voor batterijen, waaronder: Omkeerbare capaciteit (de maatstaf voor de specifieke capaciteit) van 368 mAh/g1 - dit komt in de buurt van de theoretische capaciteit van 372 mAh/g; en Onomkeerbaar capaciteitsverlies (dat in wezen het behoud van de specifieke capaciteit van lading tot lading aantoont) is < 7%. Deze resultaten overtreffen de specificaties van de grote EV-fabrikanten en betekenen in feite dat lithium-ionbatterijen met Chilalo-gecoat sferisch grafiet een uitzonderlijke levensduur en een zeer hoog herlaadrendement zullen hebben in vergelijking met concurrerende producten (d.w.z. een premium produkt vertegenwoordigen).

Uit niet-geoptimaliseerd testwerk kwam een uitzonderlijk rendement van 64% bruikbaar sferisch grafiet (vergeleken met een industrieel gemiddelde van ~40%) - dit zal de rendabiliteit van Evolution's fabriek voor de productie van anodematerialen voor batterijen aanzienlijk verhogen. Deze resultaten zijn voor Evolution een dwingende reden om de haalbaarheid en de bouw van een fabriek voor anodematerialen voor accu's te bevorderen, hetzij parallel aan de ontwikkeling van Chilalo, hetzij snel daarna. Evolution heeft tijdens dit programma voldoende gegevens geproduceerd om onmiddellijk te beginnen met kwalificatie-initiatieven voor haar gecoat sferisch grafiet bij vooraanstaande fabrikanten van batterijen.

Het gezuiverde, niet-sferische bijproduct van het sferoïdisatieproces wordt verder verwerkt en op batterijen getest om te bepalen of het geschikt is als geleidingsverbeteraar in batterijkathodes en elektrisch geleidende coatings - succesvolle resultaten zouden de rendabiliteit van de geplande fabriek voor anodematerialen voor batterijen verder verbeteren. Testwerkstadia: Evolution werkt samen met een Amerikaanse technologiepartner, een gevestigde fabrikant van geavanceerde batterijmaterialen en ervaren grafietleverancier voor de batterij-industrie, aan een reeks tests om de geschiktheid van Chilalo's fijnprodukt voor downstream verwerking tot hoogwaardigere anodematerialen voor batterijen te bepalen. Tijdens de eerste testfase werd vastgesteld dat het grafiet uit Chilalo extreem lage hoeveelheden molybdeen en borium bevatte.

Elementaire analyse van onzuiverheden in Chilalo's 95% C vlokgrafiet fijn concentraat identificeerde extreem lage niveaus van natuurlijk voorkomend molybdeen en borium, wat de weg opent naar hoogwaardige batterijen, en grafiet van nucleaire kwaliteit. In de tweede fase van het testwerk werd het grafiet thermisch gezuiverd om het geschikt te maken voor batterijen (>99,95% C). Deze zuivering leverde een extreem hoge zuiverheid van 99,9995% C op, die de zuiverheidsvereisten van zowel de batterij- als de zeer hoogwaardige nucleaire sector overtreft.

Evolution heeft een "omgekeerde" werkwijze gevolgd, waarbij de zuiveringsstap wordt uitgevoerd vóór het malen en vormen tot sferoïden, wat het tegenovergestelde is van de traditionele aanpak. In de huidige testfase werd het 99,9995% C thermisch gezuiverde grafiet gebruikt voor een proces van vormen en frezen, ook wel sferoïdisatie genoemd. Traditionele stromingen die eerst malen en vormen hebben over het algemeen een rendement van ~40%, waarbij de 60% die wordt afgewezen alleen geschikt is voor bijproducten met een lage waarde.

Het proces van Evolution heeft een aanzienlijk hogere opbrengst opgeleverd, waarbij het afgekeurde materiaal potentieel geschikt is voor hoogwaardige bijproducttoepassingen vanwege de zeer hoge zuiverheid. Na het sferoïdiseren werd het ongecoate sferoïdale materiaal onderworpen aan een eigen coatingproces met zachte koolstof, waarbij het resulterende met koolstof gecoate sferische grafiet eigenschappen heeft die voldoen aan de specificaties van enkele van de grootste producenten van EV-batterijen ter wereld. De vormgevende precursor was thermisch gezuiverd grafiet met een aanvankelijke zuiverheid van 99,9995% C, een tapdichtheid van 0,67 g/cm3, en een oppervlakte van 1,99 m2/g. Analyse van de energiedispersiescan (EDS) van dit precursormateriaal laat een uiterst zuivere schilfer zien, zonder noemenswaardige vreemde onzuiverheden.

De concentratie van ijzer, een van de belangrijkste schadelijke elementen in batterijen, werd met ICP-OES gemeten op 0,97ppm. Testwerk van niet-sferische "afvallen" of bijproducten: Conventionele sferische grafiet flowsheets leveren gewoonlijk: ~35-40% opbrengst aan verkoopbaar gecoat sferisch grafiet; en ~60-65% "afval" dat een 94% C, niet-sferisch, laagwaardig bijprodukt vertegenwoordigt. Daarentegen heeft Evolution het volgende bereikt: 64% opbrengst tot een hoogwaardig gecoat sferisch grafiet; en Evolution's Amerikaanse technologiepartner voert een reeks demonstratieprojecten uit om het 36% niet-sferische, zeer zuivere bijproduct te verwerken tot zowel: materialen ter verbetering van de geleidbaarheid van batterijkathodes; als hoogwaardige elektrisch geleidende coatings.

Positieve resultaten van de demonstratieprojecten met betrekking tot het niet-sferische bijprodukt zouden de rendabiliteit van Evolution's voorgestelde downstream fabriek voor batterij-anoden aanzienlijk verbeteren door hoogwaardige produkten te produceren uit 100% van de grondstof in fijne schilfers. Conventionele technologieën verwerken sferisch grafiet met een uitgangszuiverheid van ongeveer 94-95% C. Er wordt gebruik gemaakt van een cascade maalcircuit, dat gewoonlijk bestaat uit 21-23 pin mills uitgerust met air classifiers. Aangezien de voornaamste onzuiverheden in vlokgrafiet ijzeroxiden, aluminiumoxide en silica zijn, hebben de onzuiverheden een aanzienlijk schurend effect op de molenonderdelen.

De flowsheet van Evolution biedt een aantal voordelen door het sferoïdiseren van ultrazuiver vlokgrafiet, waarbij het onzuiverheidsvrije grafiet als een droog smeermiddel werkt, in plaats van schurend te zijn, op de molenonderdelen. Het resulterende met koolstof beklede sferoïdaal grafiet had de volgende eigenschappen: tapdichtheid van 0,95 g/cm3, d503 van 25 µm, en BET-oppervlak van 2,8 m2/g, wat reeds voldoet aan de specificaties van enkele van de belangrijkste EV-batterijproducenten ter wereld. Aanpassingen in het maalproces kunnen gemakkelijk resulteren in de produktie van sferoïdaal koolstof-gecoat grafiet met een fijnere deeltjesgrootte, om in de toekomst aan de eisen van andere EV-producenten te voldoen.

De vermelde capaciteiten werden bereikt bij een C/10-vormingssnelheid, wat betekent dat de cel gedurende tien uur voor elk deel van de cyclus werd opgeladen en ontladen. De langetermijncyclustests zijn aan de gang, en in de komende weken worden verdere resultaten verwacht. Het bedrijf verwacht ook de demonstratieprojecten voor het niet-sferische bijproduct te kunnen afronden, die gericht zijn op de productie van materialen ter verbetering van de geleidbaarheid van de kathode van batterijen en van hoogwaardige elektrisch geleidende coatings.