Fabrication de batteries
Mesures exactes de l'humidité et de la concentration de liquide
Assurez la haute qualité et les performances des batteries rechargeables
La transition verte accélère le développement de nouvelles innovations et applications pour les batteries secondaires. Les batteries lithium-ion (li-ion) et sodium-ion, ainsi que d'autres compositions chimiques de batteries, sont utilisées pour alimenter les véhicules électriques (VE), les systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) et une gamme vaste et croissante de biens de consommation.
Au cours de la fabrication, les métaux des électrodes, les électrolytes et les produits chimiques réagissent à l'humidité, ce qui nécessite des conditions stables et des points de rosée bas ou ultra-bas dans les salles sèches, les cabines sèches, les boîtes à gants et les atmosphères inertes. Le maintien de conditions de point de rosée bas ou ultra-bas est essentiel pour la sécurité, le rendement et l'efficacité.
Les installations de fabrication, en particulier les gigafactories ou giga-usines, sont énormes et le séchage de ces environnements contrôlés pour atteindre les points de rosée spécifiés nécessite une quantité d'énergie importante, tout comme certaines étapes du procédé, telles que le séchage de la cathode.
Comment exploiter les salles sèches de manière rentable et durable ?
1. Il n'y a qu'une seule solution : répondre rapidement
Tout temps d'arrêt pendant la fabrication est coûteux ; c'est pourquoi les sondes de point de rosée de Vaisala, à réponse rapide et à haute exactitude, offrent des avantages mesurables dans les salles sèches et les unités de déshumidification.
N'attendez pas des heures ou des jours avant que les sondes se stabilisent pour continuer la production en toute sécurité.
2. Place à la simplicité
Les sondes de Vaisala sont conviviales, durables, compactes, faciles à utiliser et adaptées à différentes échelles de fabrication. L'installation est facile, tout comme la maintenance.
Préférez la fiabilité et la simplicité à la complexité et à l'incertitude.
3. Pensez en termes d'écosystème
Bénéficiez des sondes de point de rosée Vaisala et des autres paramètres de mesure disponibles avec les transmetteurs Indigo.
Avec Vaisala, vous pouvez facilement garantir des résultats de mesure comparables dans tout votre processus de production.
Le surséchage coûte cher, le sous-séchage est dangereux
Bienvenue du côté de la sécurité avec Vaisala !
Partenaire de confiance pour les opérations intermédiaires de fabrication de batteries au lithium
Vaisala fournit des paramètres de mesure essentiels pour les procédés de fabrication critiques.
Mesurez avec précision et en temps réel :
- la température (T)
- le point de rosée (Td)
- l'humidité relative (HR)
- les concentrations chimiques (nD)
Les mesures de classe mondiale avec les produits technologiquement les mieux adaptés, en particulier pour les conditions ultra-sèches et pour les opérations critiques de remplissage et de scellage, sont disponibles uniquement auprès de Vaisala.
Comparaison des technologies
Voyez la comparaison entre la sonde de point de rosée de Vaisala et les transmetteurs à miroir CRDS (Cavity Ring-Down Spectrometer)
Chilled dans les environnements d’exploitation les plus exigeants, tels que
la fabrication de batteries rechargeables et de semi-conducteurs.
| Sonde de point de rosée de Vaisala | CRDS | Émetteur à miroir réfrigéré | |
| Plage de mesure Td * | -80 °C...+20 °C | -100 °C à -50 °C | -70 °C à +20 °C |
| Mesure in situ | Oui | Non, nécessite un échantillonnage et une grande différence de pression | Non, nécessite un échantillonnage |
| Exactitude Td dans des conditions de laboratoire* | +/-2 °C | +/-0,2 °C | +/-0,2 °C |
| Plage de pression* | 1 à 50 bar | 1…5 bar | ~ 1 bar seulement |
| Dépendance des conditions atmosphériques | Indépendant | Dépendant. Conditions atmosphériques stables requises. L'échantillonnage peut générer des erreurs dans un environnement hors laboratoire. | Dépendant. Le point de rosée minimum augmente si la température ambiante augmente. L'échantillonnage peut générer des erreurs dans un environnement hors laboratoire. |
| Temps de réponse* | minutes | Des dizaines de minutes | Heures |
| Sensibilité | Haut | Faible (impossible de détecter les changements rapides, mesure moyenne) | Faible (impossible de détecter les changements rapides, mesure moyenne) |
| Taille | Compact et léger. S'adapte facilement à plusieurs emplacements | Taille moyenne, environ 10 kg | De grand et lourd à taille moyenne |
| L’opérateur doit fournir un service régulier | Non requis | Non requis | Requis |
| Composants nécessitant un service | Non requis | Non requis, si dans un environnement propre | Requis (par exemple, Peltier) |
| Étalonnage/ assistance locale disponible | Oui | Peu probable | Peu probable |
| Dépendance par rapport aux gaz de fond | Mineure | Potentiellement forte | Potentiellement cruciale |
Valeurs typiques dans la fabrication de batteries et de semi-conducteurs
Webinaire exclusif avec la Fondation Volta
Rejoignez-nous et découvrez les bonnes pratiques d'installation, de nettoyage et d'optimisation des capteurs d'humidité dans différents environnements, des systèmes CVC et des laboratoires de R&D aux lignes pilotes et à la fabrication à grande échelle.
Surveillance et contrôle des salles sèches
L'objectif d'une salle sèche est de fournir un espace de travail sûr et exempt de contaminants, l'humidité étant le plus important. La température typique du point de rosée est d'environ -40 °C Td/f, mais elle peut descendre jusqu'à -70 °C Td/f.
Les zones de fabrication nécessitant des conditions sèches peuvent atteindre 10 000 m² et exigent le chauffage, le refroidissement et le séchage d'un très grand volume d'air. Des conditions sèches constantes sont obtenues et maintenues en délivrant un volume d'air contrôlé avec un point de rosée spécifié. Le point de rosée souhaité est obtenu dans l'unité de déshumidification en ajustant la vitesse du flux d'air sur la roue dessiccante, à l'aide des sondes de point de rosée Vaisala. Les sondes de point de rosée à réponse rapide Vaisala détectent tout changement d'humidité au cours d'une rotation du tambour sans moyennage. Il s'agit donc d'un véritable contrôle en temps réel.
Les sondes de Vaisala optimisent l'efficacité du déshumidificateur en fournissant des données exactes et en temps réel, en réduisant la consommation d'énergie et en contribuant à une fabrication plus rentable des batteries.
En savoir plus sur les produits : DMP7, DMP8, Indigo500, DMT143
Surveillance efficace de toute la pièce pour une efficacité maximale du processus
En plaçant les sondes à des points stratégiques et à des intervalles appropriés, la salle sèche ou la salle blanche peut être surveillée efficacement, pour un contrôle environnemental exact et étendu à l'ensemble de votre pièce, quelle que soit sa taille.
Le DMP1 est optimal pour maintenir la fiabilité du processus et les niveaux de sécheresse corrects, en liaison avec Indigo300 pour la fabrication de batteries et de semi-conducteurs.
Fabrication d'électrodes sèches pour batteries (DBE)
Mesures du point de rosée ATEX/EX dans les zones de poudre pour garantir la sécurité des procédés et des électrodes
Le Vaisala DMP370 est un produit certifié ATEX/EX qui mesure en toute sécurité des faibles points de rosée jusqu'à -70 ºC Td/f dans les conditions dangereuses créées par la fine poussière d'électrodes dans les zones de mélange, de transfert et de stockage.
Choisissez Vaisala pour :
Contrôle spécifique à la chimie : définissez les valeurs cibles de contrôle du point de rosée en fonction de la sensibilité spécifique à l'agglomération de la chimie de la poudre cathodique utilisée, car les seuils varient selon qu'il s'agit de NMC, de LFP ou d'autres formulations.
Intégration de bout en bout en salle sèche : assurez un contrôle continu de l'humidité, depuis la réception de la poudre jusqu'au laminage, afin d'optimiser le rendement dès la première production et d'éliminer les rebuts de cellule
Étalonnage et conformité documentés : consignez les registres d'étalonnage des capteurs dans le cadre des systèmes de gestion qualité pour la conformité réglementaire et la fiabilité à long terme des procédés.
Applications intermédiaires
Séchage de l'anode
Le séchage de l'anode avec un point de rosée contrôlé aide à former une interphase d'électrolyte solide (SEI) stable pendant les cycles de charge initiaux. Cette couche SEI est cruciale pour les performances et la sécurité de la batterie.
Les mesures du point de rosée, de l'humidité et de la température de Vaisala contrôlent les segments de séchage dans un sécheur. Cela permet de maintenir la qualité et les performances du produit tout en protégeant les matériaux et les composants de la batterie de l'humidité.
Bien que le séchage de l'anode soit plus rapide en raison du point d'ébullition du solvant - généralement à base d'eau - un contrôle optimisé du procédé peut permettre d'économiser de l'énergie. Contactez-nous pour en discuter.
Séchage de la cathode
Un séchage réussi de la cathode empêche les réactions secondaires nocives et la corrosion, aide à créer une structure poreuse qui facilite le mouvement optimal des ions et de l'électrolyte et garantit des performances électrochimiques globales appropriées en répartissant uniformément le liant dans l'électrolyte. Le séchage de la cathode est l'une des étapes du traitement les plus coûteuses, surtout s'il n'est pas correctement géré et optimisé.
Les sondes Vaisala peuvent être utilisées à différentes étapes du processus de séchage, même dans des environnements de fonctionnement radicalement différents, y compris avec des solvants chimiques agressifs tels que la N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP) et à des températures très élevées. Choisir Vaisala pour les conditions exigeantes garantit des mesures exactes et fournit des résultats comparables dans les différentes étapes du séchage.
Prenez le contrôle du séchage de la cathode et augmentez le rendement.
Contrôle du déshumidificateur
Les sondes de point de rosée Vaisala sont conçues pour optimiser l'efficacité des unités de déshumidification (DHU) dans la fabrication de batteries, avec une réduction considérable de la consommation d'énergie et des coûts d'exploitation. Les sondes de point de rosée à réponse rapide de Vaisala sont utilisées pour créer une boucle de contrôle fermée avec le sécheur haut de gamme, permettant ainsi d'optimiser entièrement le processus.
En savoir plus sur les produits :
Boîtes à gants
Les boîtes à gants constituent un outil indispensable dans la fabrication des batteries : elles offrent une atmosphère contrôlée, hermétique et inerte, permettant de maintenir de faibles niveaux d'humidité et d'oxygène, et de protéger le lithium, les électrodes et les autres matériaux contre toute réaction avec l'humidité ou l'oxygène et contre la dégradation qui en résulte.
Maintenez les faibles niveaux d'humidité souhaités, contrôlez l'humidité de manière stricte pendant les opérations de boîte à gants et protégez les électrolytes contre la décomposition, tout en garantissant la qualité, la sécurité et les performances des composants de la batterie grâce aux sondes de mesure compactes et intégrables de Vaisala.
L'installation directe dans la boîte à gants, combinée à la tolérance chimique de la sonde et à son temps de réaction rapide, permet un contrôle de séquence extrêmement rapide.
Cabines sèches et autres atmosphères inertes
Certaines étapes du processus de fabrication de batteries rechargeables peuvent nécessiter des conditions extrêmement sèches au-delà de la salle sèche habituelle avec une atmosphère contrôlée et étanche.
Faites confiance aux résultats exacts des mesures de Vaisala et aux sondes de petite taille, optimales quand la précision est de mise. Découvrez les produits recommandés.
Les mesures de classe mondiale avec les produits technologiquement les mieux adaptés, en particulier pour les conditions ultra-sèches et pour les opérations critiques de remplissage et de scellage, sont disponibles uniquement auprès de Vaisala.
DMP7
NMP et autres solvants
La N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP) est essentielle à la production de batteries au lithium-ion très performantes. Elle dissout efficacement les liants PVDF (polyfluorure de vinylidène), créant une barbotine uniforme qui assure une dispersion constante des matières actives et un revêtement uniforme sur les électrodes. C'est la clé pour obtenir des performances optimales de la batterie.
La solution de mesure de la concentration de produits chimiques de Vaisala, le réfractomètre de procédé Vaisala Polaris, améliore l'efficacité et la durabilité de la fabrication de batteries en garantissant la récupération efficace de la NMP coûteuse et toxique, en minimisant les déchets chimiques et en réduisant l'impact environnemental - pour vous aider à diminuer les coûts tout en contribuant à la durabilité du processus de production.
Découvrez comment les réfractomètres de procédé Vaisala permettent de réaliser des économies, de promouvoir les opérations durables et d'améliorer la qualité des produits.
Télécharger la note d'application
Fiabilité et simplicité dans vos points de mesure critiques de fabrication de batteries
Faites des choix intelligents et réduisez votre charge de travail ainsi que les incertitudes liées à la fabrication de batteries en sélectionnant des instruments de mesure précis et fiables.
Avantages d'une sonde à réaction rapide dans une salle sèche de fabrication de batteries
Le séchage est l'une des opérations les plus coûteuses dans une salle sèche de fabrication de batteries. Le séchage est également un acte délicat, car un séchage excessif est coûteux et un séchage insuffisant est dangereux.
POURQUOI VAISALA
ÉCONOMIE D'ÉNERGIE
Économisez de l'énergie dans toutes les opérations de séchage d'une salle sèche. Gérez le sécheur avec précision et profitez du temps de réponse rapide de la sonde pour ajuster immédiatement les paramètres du séchoir.
COMPATIBLE AVEC LES FAIBLES POINTS DE ROSÉE
Surveillez les conditions de la salle sèche avec des produits Vaisala Indigo et assurez des opérations cohérentes et ciblées pour des conditions standard et particulières. Les produits Vaisala Indigo hautes performances sont déjà adaptés aux besoins secs du futur.
PROCÉDÉS CHAUDS/SECS/CHIMIQUES
Les produits Vaisala conviennent à tout, car les sondes de mesure sont conçues pour fonctionner dans les environnements les plus exigeants.
COLLECTE DES DONNÉES ET SÉCURITÉ DES PROCÉDÉS
Recueillez des données avec les produits Indigo, équipez la salle sèche d'écrans locaux et transmettez les données au système de contrôle de supervision et d'acquisition de données (SCADA) pour des réglages immédiats et un traitement en toute sécurité.
OFFRE COMPLÈTE
Solutions de mesure polyvalentes, incluant la plage de mesure, la température, les solutions d'échantillonnage, la prise en charge de diverses sorties numériques et les sondes avec tolérance chimique.
Une conception écosystémique permet d'associer différentes sondes pour répondre à des besoins spécifiques.
TOUT-SOLIDE
Les batteries tout-solide de nouvelle génération nécessiteront des conditions de point de rosée encore plus strictes jusqu'à -80 °C Td/f, des conditions proposées dès aujourd'hui par Vaisala. Découvrez le DMT152.
Recherche sur les batteries tout-solide et au-delà
Batteries lithium-ion (Li-ion), batteries lithium-soufre (Li-S), batteries sodium-ion et batteries tout-solide.
La technologie des batteries évolue à une vitesse sans précédent dans la quête de produits plus puissants, plus sûrs et plus petits pour satisfaire la demande toujours croissante. Malgré les nouvelles avancées, ces nouvelles technologies sont encore plus sensibles à l'humidité et nécessitent un contrôle et une surveillance précis.
Vaisala propose des solutions prêtes pour la R&D, les laboratoires et la fabrication à grande échelle. Lorsqu'un besoin de mesure est identifié mais qu'il n'existe pas d'instrument adapté, nous trouvons des solutions.
Associez-vous au fournisseur de mesures le plus fiable pour obtenir des résultats fiables et des expériences sûres, et préparez les développements futurs avec les meilleures sondes d'humidité et de point de rosée de leur catégorie.
Recyclage hydrométallurgique
Le recyclage des métaux précieux est l'un des facteurs clés pour parvenir à une économie circulaire dans la fabrication de batteries secondaires. Il existe de nouvelles innovations et technologies qui permettent de réaliser des taux de récupération de métaux élevés, de manière rentable et durable. L'une de ces innovations est le processus de recyclage hydrométallurgique qui récupère les métaux via des procédés chimiques, tels que la lixiviation.
Le contrôle de l'humidité reste critique tout au long du recyclage, car le lithium réagit avec l'humidité et nécessite une surveillance précise du point de rosée pour garantir la sécurité et l'efficacité. Les produits de Vaisala fournissent des données critiques, empêchent la dégradation des matériaux et garantissent des conditions de traitement sûres.
Garantissez la sécurité des processus avec Vaisala.
Webinaires
Atteindre une surveillance et un contrôle structurés et efficaces de la salle sèche
Votre salle sèche est-elle vraiment performante ou juste acceptable ? Rejoignez ce webinaire gratuit de 20 minutes pour corriger les inefficacités.
Contrôle de la NMP dans la fabrication des batteries rechargeables
Ce webinaire se concentre sur l'optimisation de la production de batteries lithium-ion en contrôlant la N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP) coûteuse et toxique qui est utilisée dans le processus. Découvrez comment les réfractomètres optimisent le processus et augmentent l'efficacité, et comment l'indice de réfraction (RI) peut être utilisé comme outil de contrôle clé.
Séchage efficace des cathodes dans la fabrication de batteries
Les fabricants de batteries le savent tous, le séchage des cathodes est l'une des opérations les plus énergivores de la production, nécessitant jusqu'à environ 45 % de la consommation totale d'énergie en salle sèche. Regardez le webinaire et découvrez comment optimiser cette étape du traitement.
Optimiser la production et le rendement des batteries : bonnes pratiques essentielles concernant les capteurs d'humidité
Regardez ce webinaire exclusif avec la Volta Foundation, où nous partagerons des conseils d'experts sur les meilleures pratiques pour l'installation, le nettoyage et l'optimisation des capteurs d'humidité dans divers environnements — des systèmes CVC et laboratoires de R&D aux lignes pilotes et à la fabrication à grande échelle.
Fabrication de batteries rechargeables : alimenter la transition verte dans les transports
Pour les fabricants de batteries de véhicules électriques (VE), les chercheurs sur les batteries de VE et toute personne intéressée par les batteries rechargeables de VE ; le professeur Tanja Kallio D.Sc. (Tech.) de l'Université d'Aalto partage ses connaissances sur la recherche en technologie des batteries, le rôle des batteries lithium-ion dans la transition verte, les effets de l'humidité sur la fabrication, et donne un aperçu des développements et technologies futurs.
Cas clients et contenus d'experts
Protégez chaque mètre cube de votre salle sèche avec le nouveau Vaisala DMP1
Le Vaisala DMP1 est ce qu'il faut aux salles sèches de la production de batteries.
Rendre la fabrication de batterie plus écologique et plus rentable : le rôle du recyclage de la NMP
Alors que le monde continue de s'éloigner des combustibles fossiles, la demande de batteries de haute qualité augmente. Les batteries jouent un rôle clé dans les véhicules électriques et le stockage des énergies renouvelables, qui offrent tous deux des avantages environnementaux. Dans cet article, nous verrons comment le recyclage de la N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP) peut rendre la fabrication de batterie plus durable – et également générer des économies de coûts.
Produits associés
Sonde de mesure du point de rosée DMP1
Transmetteurs de point de rosée miniatures DMT143 & DMT143L (long)
Transmetteur de point de rosée DMT153
Mesures de la pression barométrique avec le transmetteur Indigo520
Appareil de mesure portable Indigo80
Sonde de température et d'humidité relative HMP7
Sonde de point de rosée et de température DMP5
Sonde de mesure du point de rosée DMP6
Sonde de point de rosée et de température DMP7
Sonde de point de rosée et de température DMP8
Série HMT370EX de transmetteurs d'humidité et de température à sécurité intrinsèque
Réfractomètre de procédé Vaisala Polaris™ PR53GC/PR53GCEX pour zones ordinaires et explosives
Réfractomètre de procédé Vaisala Polaris™ PR53GP/PR53GPEX pour zones ordinaires et explosives
Quel est l’instrument optimal de mesure du point de rosée pour vos besoins ?
Processus en amont dans la fabrication de batteries lithium-ion
Mesurer les concentrations de produits chimiques agressifs dans les opérations minières.
Processus en aval dans la fabrication de batteries lithium-ion
Surveiller la température et l'humidité relative de manière transparente dans les opérations en aval.
Contactez-nous
Vous souhaitez recevoir plus d'informations sur une application ou un produit spécifique ? Écrivez-nous et nous vous répondrons !
