Séchage sous vide dans la production de cellules de batteries
Des solutions aux processus sûrs pour une e-mobilité efficace
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.
Fabrication innovante de cellules de batterie
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 de sources d'énergie alternatives pour les véhicules électriques, les installations photovoltaïques et d'autres applications privées et commerciales. La fabrication de cellules de batteries 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 en cours de développement en Allemagne. Afin d'étudier comment optimiser la fabrication des batteries lithium-ion, la société Fraunhofer met donc en place, en collaboration avec ses partenaires locaux, l'institut Fraunhofer de recherche sur la fabrication des cellules de batteries FFB (Fraunhofer FFB) à Münster. Les expériences tirées de cette production 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 dispositifs de stockage d'énergie durable sont très sensibles à la température lors de leur fabrication. C'est pourquoi ils ne sont pas seulement produits dans des sécheurs, mais également séchés dans des sécheurs sous vide. Cela permet de réduire au minimum l'humidité résiduelle et donc d'assurer la qualité et la fiabilité du produit. Notre division Heat Technology a pu s'imposer lors d'un appel d'offres international et développe et fournit pour la phase d'extension Gigafab de FFB Fab à Münster l'installation de séchage sous vide correspondante avec traitement de l'air d'évacuation pour le post-séchage de bobines d'électrodes.
Sécher plus rapidement et en toute sécurité
Optimiser les temps de processus
Dans la production industrielle de batteries, des 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 recyclé. 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. Cela est essentiel pour la performance des batteries.
Intégration flexible dans la recherche et la production
Fours batch 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 sûre grâce à des conditions de fabrication constantes
Pour obtenir une batterie de haute qualité, toute la fabrication doit se dérouler dans des conditions ambiantes contrôlées et sèches. Un point décisif est ici le lien 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 ainsi 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 au 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 notamment 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 fiables et de solutions de simulation environnementale les plus diverses pour tester des batteries dans les conditions les plus variées.