Efficacité de l'e-mobilité. Séchage sous vide pour la cuisson des bobines, des feuilles et des cellules.
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TéléchargerSéchage sous vide dans la production de cellules de batteries
Des solutions aux processus sûrs pour une e-mobilité efficace
Séchage des électrodes en douceur et en toute sécurité avec les sécheurs sous vide de weisstechnik. La technique de séchage sous vide est indispensable pour la fabrication des batteries lithium-ion. Nous concevons des sécheurs sous vide adaptés aux besoins des clients, qui peuvent être intégrés dans des lignes de production et des installations de recherche. Nos sécheurs sous vide fonctionnent de manière extrêmement efficace et optimisent les processus.
Entretien avec l'experte
Katharina Mayer
Gestionnaire d'applications d’E-Mobilité
Quels sont les avantages de la technique du vide dans les processus de séchage ?
En raison d'une pression atmosphérique réduite, le point d'ébullition des mélanges de substances liquides diminue également, conformément à la courbe de pression de vapeur-température. Ces mélanges s'évaporent alors déjà à des températures nettement plus basses et peuvent être activement aspirés à partir d'un récipient. C'est pourquoi les produits sensibles sous vide ne doivent pas être chauffés aussi fortement pour obtenir la même performance de séchage. Toutes les inclusions d'air et de vapeur dans le produit sont évacuées et la recondensation après le processus de séchage est empêchée de manière fiable. Cela fait du séchage sous vide la solution parfaite partout où l'humidité doit être éliminée en douceur, sans résidus et de manière sûre pour le processus, des matériaux sensibles.
Comment le séchage sous vide peut-il être utilisé dans la fabrication de batteries ?
Le séchage sous vide est l'étape finale de la fabrication des électrodes. Pour que les batteries offrent plus tard en toute sécurité les performances et la longévité requises, les bobines revêtues doivent être séchées le mieux possible. Ce faisant, même les plus petits résidus d'humidité et de solvants leur sont retirés. Les sécheurs sous vide avec thermorégulation par air recyclé réalisent ce processus de manière particulièrement efficace. Après le séchage complet, les bobines sont transférées vers l'assemblage des cellules, où elles sont traitées dans des conditions de séchage contrôlées – par exemple, point de rosée - 60°C.
Comment le séchage sous vide optimise-t-il la fabrication des batteries lithium-ion ?
Actuellement, il n'existe pas encore de processus standard établis ou normalisés pour le séchage sous vide dans la fabrication de batteries. C'est pourquoi il est passionnant d'accompagner des fabrications de recherche et d'aider à développer ces normes. C'est ce que nous faisons avec nos solutions de séchage sous vide personnalisées et optimisées en termes de processus cherchant une production de batteries efficace et sûre. Nous les intégrons dans la ligne de production en fonction des besoins. Du fait que des solvants inflammables sont utilisés dans la fabrication d'électrodes, la sécurité du processus est un aspect particulièrement important. Pour la garantir, nous mettons à profit notre profonde expérience en matière d'ingénierie thermique.
Batterie à l'état solide - une technologie de stockage avec des défis de production
Les batteries à l'état solide sont considérées comme une technologie d'avenir. Elles offrent de nombreux avantages par rapport aux batteries lithium-ion traditionnelles. Elles permettent une plus grande autonomie et des temps de charge plus rapides pour les véhicules électriques, ce qui les rend particulièrement attrayantes pour l'industrie automobile. Un avantage supplémentaire décisif est la sécurité accrue : les SSB utilisent des électrolytes solides ininflammables qui réduisent considérablement le risque d'incendie et d'explosion et répondent ainsi aux normes de sécurité élevées pour les véhicules électriques.
Heat Technology s'est penché, avec d'autres participants de l'industrie, sur les défis techniques de production des batteries à l'état solide dans le cadre d'une étude en consortium. Sous la direction du PEM de l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle, les défis des différentes technologies autour de la batterie (tout) solide ((A)SSB) ont été examinés dans le cadre d'ateliers.
Les développements actuels montrent trois technologies prometteuses pour les SSB : les SSB à base de polymères, de sulfures et d'oxydes. Chacune de ces technologies présente ses propres avantages et inconvénients.
Les SSB à base de polymères sont déjà utilisés dans les bus commerciaux. Cependant, il existe encore des restrictions en termes de capacité énergétique et de durée de vie, ce qui limite actuellement leur utilisation dans les voitures particulières. Cependant, la première utilisation commerciale des SSB à base de polymères montre clairement le potentiel d'une application plus large, à condition que des développements supplémentaires soient réalisés pour répondre aux exigences des voitures particulières.
Les ASS à base de sulfure possèdent des propriétés prometteuses, mais sont confrontées à des défis dans la production de masse. Les coûts élevés et les problèmes de contrôle de la qualité, en particulier pour les électrolytes, rendent difficile une application à grande échelle.
Les ASS à base d'oxyde présentent un potentiel similaire/comparable, mais se heurtent également à des coûts de production élevés et à des problèmes de qualité.
La production d'ASS comprend plusieurs étapes complexes qui varient en fonction de la technologie de l'électrolyte. Le détail de ces étapes a été élaboré dans le cadre de l'étude. Pour les ASS polymères, les ASS sulfures et les ASS oxydes, des processus de production spécifiques doivent être développés et optimisés afin de maximiser l'efficacité et la qualité. Cela comprend la synthèse et le traitement des électrolytes solides, l'intégration des électrodes et l'assemblage des cellules de batterie.
L'étude du consortium PEM de la RWTH Aachen montre que les batteries à l'état solide offrent un énorme potentiel pour l'avenir de la mobilité électrique. Malgré les défis existants en matière de production, notamment en ce qui concerne les coûts et le contrôle de la qualité, les progrès sont prometteurs. Avec de nouveaux développements et optimisations, les SSB pourraient bientôt jouer un rôle clé dans l'industrie automobile et faire passer l'électromobilité à un niveau supérieur.
Fabrication innovante de cellules de batteries
Weiss Technik Heat Technology fournit une installation de séchage sous vide pour l'institut Fraunhofer de recherche sur la fabrication de cellules de batteries FFB
Le changement climatique progressif et l'épuisement des combustibles fossiles augmentent la demande en sources d'énergie alternatives pour les véhicules électriques, les installations photovoltaïques et d'autres applications privées et commerciales. La production de cellules de batterie devient ainsi une technologie clé pour la transition énergétique et la mobilité.
Une production écologique et économique de cellules de batteries en grande série est actuellement encore en cours de développement en Allemagne. Afin d'étudier comment optimiser la fabrication de batteries lithium-ion, la Fraunhofer-Gesellschaft met en place, en collaboration avec ses partenaires locaux, le centre de recherche Fraunhofer sur la fabrication de cellules de batteries FFB (Fraunhofer FFB) à Münster. Les expériences tirées de cette fabrication de recherche doivent permettre aux entreprises de développer plus rapidement et plus efficacement leurs propres technologies de production.
Les batteries au lithium-ion et autres accumulateurs d'énergie durables sont très sensibles à la température lors de leur fabrication. C'est pourquoi elles ne sont pas seulement produites dans des séchoirs, mais également séchées dans des séchoirs sous vide. L'humidité résiduelle est ainsi réduite au minimum, ce qui garantit la qualité et la fiabilité du produit. Notre division Heat Technology a pu s'imposer dans une procédure d'appel d'offres internationale et développe et livre pour l'étape d'extension Gigafab de la FFB Fab à Münster l'installation de séchage sous vide correspondante avec traitement de l'air d'évacuation pour le post-séchage des bobines d'électrodes.
Sécher plus rapidement et en toute sécurité
Optimiser les temps de processus
Dans la fabrication industrielle de batteries, les temps de processus courts sont importants. Pour déshumidifier les électrodes de batterie sensibles à la température le plus rapidement possible tout en les déshumidifiant complètement et en toute sécurité, nous recommandons des systèmes de séchage hybrides particulièrement doux avec une thermorégulation par air pulsé. Le processus rapide avec un temps de chauffe court permet d'obtenir des résultats de séchage optimaux et d'éliminer les poches d'air dans les électrodes. Ceci est décisif pour la performance des batteries.
Intégration flexible dans la recherche et la production
Fours discontinus et continus sur mesure
En fonction de l'application et du processus, nous développons des solutions de séchage sous vide qui s'intègrent parfaitement dans la ligne de production de batteries : des fours batch spécifiques aux clients avec des supports de bobines sur mesure ou des fours continus intégrés dans des lignes de production pour des capacités de production élevées. Nos sécheurs sous vide conviennent aussi bien aux projets de recherche qu'à la fabrication industrielle de batteries.
Toujours tout sous contrôle
Une qualité assurée grâce à des conditions de fabrication constantes
Pour obtenir une batterie de haute qualité, l'ensemble de la fabrication doit se dérouler dans des conditions ambiantes contrôlées et sèches. Un point crucial à cet égard est la liaison entre les différentes étapes de fabrication. Les sécheurs sous vide peuvent être utilisés comme sas pour les électrodes entre les différents espaces de séchage. Le passage des bobines par le sas garantit que les points de rosée bas de -40 à -60 ºC ne sont pas interrompus.
Tout d'une seule source
Solutions pour la fabrication de batteries lithium-ion
En tant que membre du groupe Schunk, nous offrons notre expérience, notre compétence et des solutions variées pour la fabrication de batteries lithium-ion. Il s'agit entre autres de solutions de soudage par ultrasons innovantes et flexibles de Schunk Sonosystems, de sécheurs par adsorption de Weiss Klimatechnik pour des points de rosée bas et fiables et de solutions de simulation environnementale les plus diverses pour tester les batteries dans les conditions les plus variées.
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