Baterias de íons de lítio O vácuo desempenha um papel essencial na produção de células de baterias de íons de lítio.

Experiência em vácuo para cada etapa da produção de baterias de íons de lítio

A Leybold oferece os produtos perfeitos para cada etapa de vácuo do processo de produção de células de íons de lítio. Com a importância crescente e o surgimento de novas soluções para o armazenamento e a mobilidade de energia, as baterias de íons de lítio têm se tornado mais relevantes. Graças à crescente demanda, tem sido intensa a pesquisa sobre baterias de íons de lítio, levando a melhorias tecnológicas significativas em relação à capacidade, à energia e à vida útil das baterias.

As baterias de íons de lítio são um passo importante em direção ao uso consciente da energia. Elas estão sendo usadas como soluções de armazenamento de energia para energia renovável, por exemplo, produzida por turbinas eólicas ou painéis solares. Para nossa forma de mobilidade sustentável, as baterias de íons de lítio são incorporadas em carros, caminhões, ônibus e até mesmo patinetes para mobilidade elétrica, privada ou pública.

Começando com a fabricação do material do ânodo e do cátodo, que exige materiais ativos, solventes, aglutinantes e aditivos, e as folhas de cobre e alumínio, o processo de produção de uma célula de bateria de íons de lítio consiste em várias etapas. Cada etapa tem seus requisitos e particularidades...

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Soluções de vácuo na produção de células

Nas diferentes etapas do processo de produção de baterias, o vácuo é relevante e essencial para uma alta qualidade da bateria. Dependendo dos requisitos de vácuo e dos desafios do processo, diferentes bombas de vácuo são adequadas.

Mistura

Com a ajuda de uma ferramenta rotativa, muitas matérias-primas diferentes são misturadas em uma forma que é chamada de pasta. Esse processo ocorre idealmente sob vácuo para desgaseificar a pasta, obter homogeneidade, viscosidade correta e pureza da pasta. As bombas de vácuo Leybold TRIVAC, SOGEVAC, VARODRY e CLAWVAC são mais adequadas, mesmo se você precisar de grandes capacidades.

Empilhamento

Durante o processo de empilhamento, as chapas são empilhadas em um ciclo repetido de ânodo – separador – cátodo. O posicionamento exato das chapas tem um grande impacto na qualidade do produto final e pode ser garantido por pinças a vácuo. A solução de vácuo central da Leybold, a VACUBE, é uma das favoritas da indústria, devido à estabilidade e eficiência do processo.

Secagem a vácuo

Depois que os eletrodos são enrolados e cortados em bandas de eletrodos menores, essas bobinas precisam ser secas. Para a obtenção de uma bateria de alta qualidade, é essencial remover a maior parte dos resíduos de solvente e umidade. A secagem a vácuo é a solução de última geração comprovada na produção, com tempos de secagem entre 12 e 30 horas por lote.

Os sistemas de vácuo robustos e confiáveis da Leybold suportam umidade e traços de solvente. Além disso, a pureza no processo é obrigatória, de modo que bombas de compressão a seco, como VARODRY, LEYVAC, DRYVAC e RUVAC evitam o fluxo de retorno das partículas de óleo para as bobinas em um secador de lote ou em um secador em linha.

Soluções de vácuo especializadas foram desenvolvidas, como a Leybold DV4000, a DRYVAC DV650-LIB e a VARODRY-LIB, para um bombeamento eficaz e confiável de NMP.

Embalagem (bolsa)

Antes que a pilha de células possa ser inserida no corpo da bolsa, a folha da bolsa precisa ser formada. Essa formação é normalmente feita por meio de um desenho profundo da folha da bolsa a vácuo. Leybold VARODRY, SOGEVAC e CLAWVAC são opções eficientes para resultados estáveis.

Enchimento de eletrólito

O enchimento de eletrólito para os três tipos de células de bateria comumente usados, Bolsa, cilíndrica e Prismática, é feito a vácuo para garantir que ocorra uma dispersão uniforme do eletrólito dentro da célula com uma umectação perfeita de todos os componentes. A evacuação e o enchimento parcial são repetidos várias vezes com uma pressão tipicamente mais baixa de cerca de 0,01 mbar.

A bomba de vácuo deve suportar traços de eletrólito (por exemplo, LiPF6) que podem ser arrastados para a bomba. Como o eletrólito é classificado como uma substância perigosa e pode formar ácidos se reagir com a água, o uso de bombas de compressão isentas de óleo a seco da Leybold, como DRYVAC, é uma solução perfeita. Projetos especiais de bombas e sistemas de bombas personalizados foram desenvolvidos para essa aplicação exigente.

Desgaseificação

Durante a primeira etapa de carga, há uma forte evolução de gás nas células da bateria de íons de lítio. Para a remoção do gás, chamado de desgaseificação, a célula é perfurada em uma câmara de vácuo e o gás que escapa é bombeado para fora. Para manter uma atmosfera livre de umidade e óleo, são usadas bombas de compressão a seco da Leybold, como a DRYVAC.

Teste de vazamento

Por razões de qualidade e segurança, é essencial a estanqueidade absoluta da célula final da bateria. É por isso que, na etapa final, é realizado um teste de vazamento de hélio para garantir uma bateria bem vedada, levando a uma longa vida útil e alta qualidade do produto. Para essa etapa de produção, a Leybold oferece diferentes versões de detectores de vazamento de hélio, como PHOENIX, módulos PHOENIX ou bombas únicas, como SCROLLVAC, VARODRY e TRIVAC, para sistemas de detecção de vazamento personalizados

Mistura

Empilhamento

Secagem a vácuo

Soluções de vácuo especializadas foram desenvolvidas, como a Leybold DV4000, a DRYVAC DV650-LIB e a VARODRY-LIB, para um bombeamento eficaz e confiável de NMP.