La contaminación ferrosa en los polvos de las baterías de los vehículos eléctricos suele producirse debido al desgaste de los equipos de molienda, mezcla y transporte. Incluso las partículas metálicas microscópicas pueden perforar las membranas separadoras, lo que provoca cortocircuitos internos, sobrecalentamiento y fallos en las celdas. Para controlar eficazmente la contaminación, es necesario eliminar tanto las partículas de gran tamaño como los residuos ferrosos finos en varias etapas del proceso de fabricación. Para ello, se utiliza una combinación de cribado preciso y separación magnética de alta intensidad.
¿Por qué supone un riesgo la contaminación por partículas metálicas en la fabricación de baterías para vehículos eléctricos?
La célula de litio cuenta con una membrana separadora, normalmente de entre 10 y 25 micras de grosor, situada entre el cátodo y el ánodo. Una partícula ferrosa de tamaño superior al de esta membrana puede perforarla, creando una vía eléctrica directa entre los electrodos. Este cortocircuito interno genera calor y, en casos graves, provoca un desbocamiento térmico. A medida que aumenta la demanda mundial de baterías para vehículos eléctricos, el control de la contaminación por partículas metálicas en los polvos aptos para baterías se ha convertido en un requisito crítico del proceso.
¿Por qué es fundamental el control de la contaminación por metales ferrosos en la fabricación de baterías para vehículos eléctricos?
Entre los materiales que presentan mayor riesgo se encuentran los polvos activos de cátodo, como el NMC, el NCA y el LFP, así como la masa negra procedente de celdas recicladas. Estos polvos se procesan con tamaños de partícula de entre 5 y 30 micras. Esto hace que la contaminación por partículas metálicas sea invisible a simple vista, pero muy perjudicial en el interior de una celda de batería. Un solo lote contaminado que llegue a la fase de recubrimiento puede provocar el rechazo de la célula, el paro de la línea de producción y una pérdida significativa de material.
¿En qué punto del proceso de fabricación de las baterías de los vehículos eléctricos se incorporan las partículas finas de metal?
Los residuos metálicos derivados del desgaste pueden introducirse en el flujo del proceso en múltiples puntos. Los equipos de molienda y trituración generan partículas finas de hierro y acero. Los sistemas de mezcla y transporte generan un desgaste adicional. Cada punto de transferencia de polvo representa un posible caso de contaminación y, en la producción a gran escala, el efecto acumulativo en todas las etapas es significativo.
Controlar la entrada de partículas en cada fase no es solo el control de calidad final, sino que constituye el estándar del sector. Entre los puntos clave de intervención se incluyen:
- Recepción de materias primas: cribado de los polvos de cátodo y ánodo entrantes antes de que accedan a la línea de producción
- Posprocesado: recogida de residuos de desgaste generados por los equipos de trituración
- Pre-recubrimiento: verificación final antes de la preparación de la pasta
- Reprocesamiento de material que no cumple las especificaciones: selección del material devuelto antes de su reintroducción
- Procesamiento de masa negra: clasificación del material reciclado de las baterías para su reincorporación a la cadena de suministro
- Carga de cisternas: cómo evitar la entrada de partículas metálicas durante el trasvase de polvo a granel
Según un estudio publicado en Editorial Board. (2025). Journal of Power Sources, 658, p. 238668. doi:https://doi.org/10.1016/s0378-7753(25)02504-2. y Chen et al., 2024, las partículas metálicas extrañas son uno de los principales defectos de fabricación responsables de los cortocircuitos internos en las celdas de iones de litio. Por lo tanto, el control de la contaminación en la fase de polvo es el punto de intervención más eficaz.
¿Qué equipos se utilizan para separar el polvo de las baterías de litio y controlar la contaminación ferrosa?
Nuestras máquinas de cribado, entre las que se incluye nuestro Russell Compact Sieve®, integradas con el separador magnético Russell Easy-Clean Magnetic Separator™, ofrecen una solución completa para el control de la contaminación del polvo de cátodos. El Russell Compact Sieve® elimina las partículas de tamaño excesivo y los aglomerados mediante mallas con aberturas de hasta 20 micras. Esto se complementa con un sistema opcional de prevención de obstrucciones Russell Vibrasonic®, que permite el cribado continuo de polvos finos para baterías sin que se obstruya la malla. Nuestro separador magnético Russell Easy-Clean Magnetic Separator™ funciona en combinación con él, capturando partículas de desgaste ferrosas y paramagnéticas mediante imanes de tierras raras con una intensidad de campo mínima de 8.000 gauss.
En conjunto, estos dos equipos permiten una clasificación precisa por tamaño y la eliminación continua de partículas ferrosas en una única unidad totalmente cerrada. Esto hace que la unidad sea adecuada para su integración en todas las fases del proceso de fabricación de polvo para baterías, desde la recepción de la materia prima hasta la carga de los camiones cisterna. De este modo, se elimina la necesidad de etapas de inspección independientes y se reduce el riesgo de contaminación cruzada a lo largo de todo el proceso.
Cómo proteger a los operarios del polvo de níquel y cobalto durante el procesamiento del polvo para baterías
Los compuestos de níquel y cobalto utilizados en los polvos NMC y NCA están clasificados como carcinógenos, mutágenos y tóxicos para la reproducción (CMR) según las normas internacionales de salud laboral. Los límites de exposición laboral al polvo de cobalto están estrictamente controlados en todas las principales regiones productoras del mundo. Nuestro tamiz Russell Compact Sieve® cuenta con un diseño cerrado que garantiza la contención total del producto y un desmontaje sin herramientas que permite cambiar las mallas de forma segura y rápida. Además, ofrece opciones de conexión para la extracción de polvo con el fin de proteger a los operarios de la exposición a polvos peligrosos. Nuestros equipos cuentan con la certificación ATEX para la zona 0 (interna) y las zonas 21, 22, 1 y 2 (externas), y están disponibles para el procesamiento de polvos a base de litio en atmósferas potencialmente explosivas.
Prueba tus polvos para baterías en uno de nuestros centros técnicos
Elegir el sistema de control de contaminación adecuado para tu línea de producción de polvo para baterías de vehículos eléctricos es una decisión fundamental. Nuestros centros especializados en ensayos e investigación eliminan las conjeturas. Le invitamos a que analice su material —ya sea polvo de cátodo, polvo de ánodo o masa negra— en uno de nuestros centros técnicos. Nuestros ingenieros procesarán sus muestras para verificar el rendimiento de las mallas, la eficiencia en la eliminación de metales ferrosos y la capacidad de producción antes de que se comprometa a realizar la compra.
Ponte en contacto con nosotros en enquiriesrfl@russellfinex.com o llama al +44 (0) 20 8818 2000 para hablar sobre tu aplicación de polvo para baterías de vehículos eléctricos y concertar una prueba con muestras.
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Tamizado de polvo de óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC)
Preguntas frecuentes:
Mis imanes siguen dejando pasar partículas finas de hierro al polvo de NMC. ¿Cómo consiguen las soluciones de Russell Finex reducir la contaminación ferrosa hasta los niveles exigidos por los fabricantes de celdas?
Nuestro tamiz Russell Compact Sieve®, combinado con nuestro separador magnético Russell Easy-Clean Magnetic Separator™ de 8.000 gauss, captura partículas ferrosas y paramagnéticas finas que los imanes estándar de entre 3.000 y 5.000 gauss suelen pasar por alto. Esta unidad totalmente cerrada ayuda a los fabricantes de celdas a eliminar la contaminación en el origen y a garantizar que el polvo de NMC cumpla con los niveles de pureza exigidos.
¿Qué intensidad de Gauss se necesita para capturar las partículas de desgaste paramagnéticas de acero inoxidable presentes en el polvo de la batería, y no solo el hierro ferromagnético?
Para capturar partículas paramagnéticas se necesita un mínimo de 8.000 gauss utilizando elementos magnéticos de tierras raras. Los imanes de ferrita estándar, con una intensidad de entre 3.000 y 5.000 gauss, capturan el hierro ferromagnético, pero son insuficientes para los residuos de desgaste del acero inoxidable 304, que es paramagnético.
¿Qué tamaño de malla se recomienda para el cribado de los polvos de cátodo NMC, NCA y LFP?
Para los polvos NMC y NCA con un D90 de entre 15 y 20 micras, lo habitual es utilizar una malla con una abertura de 38 µm o 63 µm. En el caso de los materiales LFP de grano más grueso, lo habitual es utilizar mallas de entre 100 µm y 150 µm.
¿Es el tamiz Russell Compact Sieve® adecuado para el cribado de polvo de masa negra en el reciclaje de baterías?
Sí. Nuestro tamiz Russell Compact Sieve® es adecuado para el tamizado de polvo de masa negra en el reciclaje de baterías. Elimina las partículas de tamaño excesivo y los aglomerados mediante una malla de abertura definida, lo que garantiza una calidad constante del polvo. El separador magnético Russell Easy-Clean Magnetic Separator™ funciona en combinación con él para eliminar las partículas ferrosas de desgaste que se generan durante la trituración y la reducción de tamaño.
¿Cómo protege el Russell Compact Sieve® a los operarios del polvo de níquel y cobalto durante el procesamiento del polvo para baterías?
Nuestro Russell Compact Sieve® cuenta con un diseño totalmente sellado, con un sistema de extracción de polvo integrado y procedimientos de cambio de malla en un entorno cerrado. Para atmósferas potencialmente explosivas, hay disponibles configuraciones homologadas según la normativa ATEX para la zona 0 (interna) y las zonas 21, 22, 1 y 2 (externas).
¿Por qué se obstruye tan rápidamente el tamizado vibratorio convencional con el polvo fino de cátodo y cómo aborda Russell Finex este problema?
Los tamices vibratorios convencionales se obstruyen rápidamente con los polvos finos de cátodo, ya que las partículas de tamaño micrométrico tienden a adherirse a la superficie de la malla. Esto se debe a la carga electrostática y a las fuerzas de cohesión, que bloquean las aberturas.
Nuestro tamiz Russell Compact Sieve® utiliza un motor montado lateralmente para hacer vibrar la malla, con un diseño de paso directo que ofrece mayores velocidades de tamizado y un menor nivel de ruido de funcionamiento gracias a los soportes antivibratorios de goma. El sistema opcional Russell Vibrasonic® Deblinding System aplica vibraciones de alta frecuencia directamente a la malla, lo que evita la adhesión de partículas y mantiene un caudal constante sin necesidad de intervención manual.
¿En qué fases del proceso de fabricación de polvo para baterías debería integrarse el Russell Compact Sieve®?
Nuestro tamiz Russell Compact Sieve® debe integrarse en todos los puntos de transferencia de polvo. Es decir, en la entrada de materia prima, tras la molienda, antes del recubrimiento, en el reprocesamiento de material fuera de especificaciones, en el procesamiento de la masa negra y en la carga de cisternas.