Suministramos sistemas de aparatos y equipos completamente automatizados para aplicaciones en salas blancas y secas, perfectamente adaptados entre sí en cuanto a la tecnología de regulación.
Gestión innovadora del aire: el futuro de la fabricación de celdas de batería
La producción de celdas de batería requiere aire puro y muy seco para procesar materiales sensibles a la humedad como el níquel y el litio, con el fin de fabricar celdas de batería de alto rendimiento y larga vida útil. Hasta ahora, el aire seco ambiental se suministraba en grandes salas blancas y secas con grandes cantidades de aire. Este proceso altamente intensivo en energía requiere hasta el 50 % de la demanda total de energía en la fabricación de celdas de batería.
En el marco del proyecto QueEn, Weiss Klimatechnik adopta un enfoque completamente nuevo para hacer más eficiente la fabricación de celdas de batería, reducir los costes y asegurar la calidad del producto: una gestión innovadora del aire en minientornos.
Aire seco con puntos de condensación extremadamente bajos
El aire seco necesario para la fabricación de celdas de batería tiene puntos de rocío muy bajos, actualmente de -40 °C. Los nuevos materiales para cátodos y electrolitos son aún más sensibles a la humedad, exigiendo puntos de rocío de hasta -60 °C o inferiores. Esto aumenta aún más el consumo energético, ya de por sí elevado, para el secado del aire.
Protección de las personas, prevención de la contaminación
El aire seco en las salas blancas y secas supone una gran carga física para los operarios. Al mismo tiempo, los operarios son una de las mayores fuentes de contaminación. Introducen en el proceso partículas y una carga de humedad de 90 a 120 g/h según la actividad.
Control seguro de los procesos
El control preciso de temperatura, humedad, tamaño y número de partículas es indispensable para garantizar la funcionalidad óptima de las celdas de batería. Las crecientes exigencias de calidad del producto y vida útil aumentan igualmente las exigencias de regulación del aire y la seguridad del proceso.
Aseguramiento de la eficiencia económica a largo plazo
Los fabricantes de celdas de batería deben tomar medidas: el proceso de fabricación actual, altamente intensivo en cuanto al consumo de energía, no es rentable y representa grandes retos para los emplazamientos industriales de Alemania y Europa. Una reducción significativa de los costes energéticos para el secado del aire es una excelente manera de aumentar la eficiencia económica a largo plazo.
- Fabricantes de celdas de baterías
- Fabricantes de sistemas de proceso
- Institutos de investigación y laboratorios
- Fabricantes de automóviles y empresas suministradoras
Los minientornos sustituyen a las grandes cámaras secas
Los minientornos representativos del proceso con una gestión del aire innovadora son la principal innovación en la fabricación de celdas de batería. Como encapsulaciones del entorno de producción, crean áreas compactas, cerradas y limitadas para procesos críticos. Permiten suministrar aire con el grado de sequedad y pureza requerido y controlarlo con precisión. En la nave de producción circundante, unas condiciones climáticas moderadas son suficientes para garantizar unos procesos de fabricación seguros.
Estas son las ventajas de los minientornos con una gestión innovadora del aire
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Hasta un 80 % menos de consumo y costes energéticos
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Menor huella de CO2
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Regulación exacta del punto de condensación en el lugar de uso
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Mayor calidad del producto gracias a unas condiciones estables del punto de condensación
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Sin aportación de humedad por el personal
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Protección optimizada del personal, el producto y el proceso
Análisis detallado de los minientornos de Weiss Klimatechnik
A una temperatura ambiente de 20 °C y un punto de rocío de -60 °C, esto corresponde a una presión parcial de vapor de 0,011 hPa. El contenido de agua es de sólo 0,007 g/kg de aire seco.
El punto de rocío describe el punto en el que la humedad se condensa en el aire
Curva verde I Presión parcial de vapor
Barras azules I Valores del contenido de agua por kilogramo de aire seco
A una temperatura ambiente de 20°C y un punto de rocío de 17°C, esto corresponde a una presión parcial de vapor de 17 hPa. El contenido de agua es de 12 g/kg de aire seco.
Una gestión innovadora del aire garantiza unos parámetros climáticos constantes
El mantenimiento de los parámetros climáticos es determinante para garantizar una calidad de proceso homogénea en la fabricación de celdas de batería. En este sentido, el aire seco tiene una especial importancia como magnitud de referencia. Se logra gracias a un punto de condensación constante y estable, que garantizamos con nuestra innovadora gestión del aire.
Cabe señalar que el contenido de agua en el aire a un punto de rocío de -60 °C es aproximadamente 1700 veces menor que a un punto de rocío de 17 °C. Además, la presión parcial de vapor es mucho más baja, lo que dificulta el control del proceso. Otro desafío en términos de energía y costes es el flujo volumétrico de aire de entrada, que crece exponencialmente a medida que el punto de condensación disminuye. Abordamos estos complejos desafíos con nuevas estrategias de diseño de sistemas, elección de materiales, sensores y tecnología de control y regulación.
El secado por adsorción garantiza puntos de condensación extremadamente bajos
Para los puntos de condensación extremadamente bajos que se necesitan en la fabricación de celdas de batería, la deshumidificación húmeda convencional (condensación) no es suficiente. Alcanzamos los puntos de condensación necesarios con secadores de adsorción desarrollados de forma especial.
En este proceso, el agua se liga químicamente a un material desecante altamente higroscópico, normalmente gel de sílice. El flujo de aire que se va a secar fluye a través de una gran superficie porosa de este material desecante y se deshumedece hasta la temperatura del punto de condensación necesaria. En el contraflujo, la humedad absorbida se expulsa mediante aire de regeneración caliente. Esto permite realizar y dominar con seguridad un proceso de deshumidificación continuo con temperaturas de punto de condensación de hasta -70 °C y menores.
Energéticamente eficiente, económico, sostenible
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Nuestros innovadores minientornos han demostrado en la prueba de concepto que funcionan de manera técnicamente segura. Con gusto, nuestros expertos y expertas le asesorarán sobre una solución personalizada para su producción o la posibilidad de desarrollar un sistema de investigación o piloto para usted.
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¿Qué son los minientornos en la fabricación de baterías?
¿Por qué son tan importantes los minientornos para la fabricación de celdas de batería?
¿Qué ventajas ofrecen los minientornos?
¿Qué diferencia hay entre minientornos y microentornos?
¿Qué papel desempeña la gestión del aire en la calidad de las celdas de baterías?
¿Qué cometido tiene Weiss Klimatechnik en el proyecto QueEn?
¿Cuál es el mayor reto en el desarrollo de minientornos aptos para la industria?
¿Pueden integrarse los minientornos en líneas de producción existentes (modernización)?