Batterieherstellung
Genaue Feuchte- und Flüssigkeitskonzentrationsmessungen
Höchste Qualität und Leistung von wiederaufladbaren Batterien gewährleisten
Der ökologische Wandel beschleunigt die Entwicklung neuer Innovationen und Anwendungen für Sekundärbatterien. Lithiumionen- (Li-Ionen) und Natriumionenbatterien sowie andere Batteriechemikalien werden zum Antrieb von Elektrofahrzeugen (EV), für Batterieenergiespeichersysteme (BESS) und für eine breite und wachsende Palette von Konsumgütern eingesetzt.
Bei der Herstellung reagieren Elektrodenmetalle, Elektrolyte und Fertigungschemikalien mit Feuchte, was stabile und niedrige oder äußerst niedrige Taupunktbedingungen in Trockenräumen, Trockenkabinen, Handschuhkästen und inerten Atmosphären erfordert. Die Aufrechterhaltung niedriger oder äußerst niedriger Taupunktbedingungen ist für Sicherheit, Ertrag und Effizienz entscheidend.
Produktionsanlagen – insbesondere Gigafabriken – sind enorm. Das Trocknen dieser kontrollierten Umgebungen auf festgelegte Taupunkte erfordert ebenso wie einige der Verarbeitungsschritte, wie etwa die Kathodentrocknung, erhebliche Energiemengen.
Kosteneffizienter und nachhaltiger Betrieb von Trockenräumen
1. Schnelle Ansprechzeit ist einzige Möglichkeit
Jede Ausfallzeit in der Herstellung ist kostspielig. Daher bieten die hochpräzisen Vaisala Taupunktsonden mit schneller Ansprechzeit messbare Vorteile in Trockenräumen und Entfeuchtereinheiten.
Warten Sie nicht Stunden oder Tage, bis sich die Sonden stabilisiert haben, um eine sichere Produktion fortzusetzen.
2. Einfach ist schön
Vaisala Sonden sind benutzungsfreundlich, langlebig, kompakt, einfach zu bedienen und für verschiedene Fertigungsmaßstäbe geeignet. Die Einrichtung ist einfach, ebenso die Wartung.
Entscheiden Sie sich für Zuverlässigkeit und Einfachheit statt Komplexität und Unsicherheit.
3. Ökosystemdenken ist klug
Profitieren Sie von Vaisala Taupunktsonden und anderen Messparametern, die von den Indigo Messwertgebern gehostet werden.
Mit Vaisala können Sie problemlos vergleichbare Messergebnisse über den gesamten Produktionsprozess hinweg sicherstellen.
Vertrauenswürdiger Partner für mittlere Prozesse der Lithiumbatterieherstellung
Vaisala bietet wichtige Messparameter für wesentliche Vorgänge in der Fertigung.
Messen Sie präzise und in Echtzeit:
- Temperatur (T)
- Taupunkt (Td)
- relative Feuchte (rF)
- Chemikalienkonzentrationen (nD)
Die erstklassigen Messungen mit technologisch optimal geeigneten Produkten, insbesondere für sehr trockene Bedingungen und für kritische Füll- und Abdichtungsvorgänge, sind nur bei Vaisala erhältlich.
Exklusives Webinar mit The Volta Foundation
Nehmen Sie teil und erfahren Sie die bewährten Verfahren für die Installation, Reinigung und Optimierung von Feuchtesensoren in verschiedenen Umgebungen – von HLK-Systemen und F&E-Labors bis hin zu Pilotlinien und der Serienfertigung.
Technologievergleich
Erfahren Sie, wie die Vaisala Taupunktsonde im Vergleich mit CRDS (Cavity Ring-Down Spectrometer)
und Tauspiegelmesswertgebern in den anspruchsvollsten
Betriebsumgebungen, wie der Herstellung wiederaufladbarer Batterien und Halbleiter, abschneidet.
| Vaisala Taupunktsonde | CRDS | Tauspiegelmesswertgeber | |
| Td-Mess bereich* | −80 … +20 °C | −100 … −50 °C | −70 … +20 °C |
| In-situ-Messung | Ja | Nein, erfordert Probenahme und einen großen Druckunterschied | Nein, erfordert Probenahme |
| Td-Genauigkeit unter Laborbedingungen* | ±2 °C | ±0,2 °C | ±0,2 °C |
| Druckbereich* | 1–50 bar | 1–5 bar | nur ~ 1 bar |
| Abhängigkeit von atmosphärischen Bedingungen | Nicht abhängig | Abhängig. Stabile atmosphärische Bedingungen erforderlich. Außerhalb eines Labors können bei der Probenahme Fehler auftreten. | Abhängig. Der minimale Taupunkt steigt, wenn die Umgebungstemperatur zunimmt. Außerhalb eines Labors können bei der Probenahme Fehler auftreten. |
| Ansprechzeit* | Minuten | Zehn Minuten | Stunden |
| Empfindlichkeit | Hoch | Niedrig (kann schnelle Änderungen nicht erkennen, Durchschnittsmessung) | Niedrig (kann schnelle Änderungen nicht erkennen, Durchschnittsmessung) |
| Größe | Klein und leicht. Passt problemlos an mehrere Standorte | Mittelgroß, ca. 10 kg | Von groß und schwer bis mittelgroß |
| Betreiber bietet regelmäßige Wartung | Nicht erforderlich | Nicht erforderlich | Erforderlich |
| Zu wartende Komponenten | Nicht erforderlich | Nicht erforderlich, wenn in sauberer Umgebung | Erforderlich (z. B. Peltier) |
| Lokale Kalibrierung/ Unterstützung verfügbar | Ja | Unwahrscheinlich | Unwahrscheinlich |
| Abhängigkeit von Hintergrundgasen | Unerheblich | Potenziell stark | Potenziell entscheidend |
*Typische Werte in der Batterie- und Halbleiterherstellung
Trockenraumüberwachung und -steuerung
Ziel eines Trockenraums besteht darin, einen sicheren Arbeitsbereich ohne Verunreinigungen bereitzustellen, wobei Feuchte die wichtigste Rolle spielt. Die typische Taupunkttemperatur liegt bei etwa −40 °C Td/f, kann aber bis auf −70 °C Td/f sinken.
Produktionsbereiche, die trockene Bedingungen erfordern, können bis zu 10 000 m² groß sein. Dafür ist ein bedeutendes Luftvolumen zum Heizen, Kühlen und Trocknen notwendig. Durch die Zufuhr eines kontrollierten Luftvolumens bei einem bestimmten Taupunkt werden gleichmäßig trockene Bedingungen erreicht und aufrechterhalten. Der gewünschte Taupunkt wird in der Entfeuchtereinheit durch Anpassung der Luftstromgeschwindigkeit über das Trocknungsmittelrad und mithilfe der Vaisala Taupunktsonden erreicht. Vaisala Taupunktsonden mit schneller Ansprechzeit erkennen alle Feuchteänderungen innerhalb einer Trommelrotation ohne Mittelwertbildung und ermöglichen so eine Echtzeitsteuerung.
Vaisala Sonden optimieren die Effizienz von Entfeuchtereinheiten, indem sie präzise Echtzeitdaten liefern, den Energieverbrauch senken und zu einer kosteneffizienteren Batteriefertigung beitragen.
Erfahren Sie mehr über die Produkte: DMP7, DMP8, Indigo500, DMT143
Effiziente raumweite Überwachung für maximale Prozesseffizienz
Durch die strategische Platzierung der Sonden in angemessenen Abständen kann der Trockenraum oder Reinraum effizient überwacht werden. Dadurch wird eine umfassende Steuerung Ihres gesamten Raums, unabhängig von der Größe, gewährleistet.
Die DMP1 ist optimal für die Aufrechterhaltung der Prozesszuverlässigkeit und des richtigen Trockenheitsgrades in der Batterie- und Halbleiterherstellung mithilfe des Indigo300 geeignet.
Mittlere Anwendungen
Anodentrocknung
Die Anodentrocknung mit kontrolliertem Taupunkt trägt zur Bildung einer stabilen Festelektrolyt-Grenzfläche (SEI) während der ersten Ladezyklen bei. Diese SEI-Schicht ist entscheidend für die Leistung und Sicherheit der Batterie.
Vaisala Taupunkt-, Feuchte- und Temperaturmessungen steuern die Trocknungssegmente in einem Trockner. Dies trägt dazu bei, die Qualität und Leistung des Produkts aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Materialien und Komponenten der Batterie vor Feuchte zu schützen.
Obwohl die Anodentrocknung aufgrund des Siedepunkts von Lösemittel – typischerweise auf Wasserbasis – schneller erfolgt, kann eine optimierte Prozesssteuerung zu Energieeinsparungen führen. Kontaktieren Sie uns, um die Vorgehensweise zu besprechen.
Kathodentrocknung
Eine erfolgreiche Kathodentrocknung verhindert schädliche Nebenreaktionen und Korrosion, trägt zur Schaffung einer porösen Struktur bei, die eine optimale Ionen- und Elektrolytbewegung ermöglicht, und gewährleistet durch die gleichmäßige Verteilung des Bindemittels im Elektrolyt eine insgesamt geeignete elektrochemische Leistung. Die Kathodentrocknung ist einer der teuersten Verarbeitungsschritte, insbesondere wenn sie nicht richtig verwaltet und optimiert wird.
Vaisala Sonden können in verschiedenen Phasen des Trocknungsprozesses eingesetzt werden, selbst in drastisch unterschiedlichen Betriebsumgebungen, einschließlich aggressiver chemischer Lösemittel wie N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) und sehr hoher Temperaturen. Vaisala gewährleistet unter anspruchsvollen Bedingungen genaue Messungen und liefert vergleichbare Ergebnisse über verschiedene Trocknungsschritte hinweg.
Steuern Sie die Kathodentrocknung und steigern Sie den Ertrag.
Entfeuchtersteuerung
Vaisala Taupunktsonden wurden entwickelt, um die Effizienz von Entfeuchtereinheiten (DHUs) in der Batteriefertigung zu optimieren und so den Energieverbrauch und die Betriebskosten deutlich zu senken. Vaisala Taupunktsonden mit schneller Ansprechzeit werden verwendet, um einen geschlossenen Regelkreis mit dem High-End-Trockner einzurichten, wodurch der Prozess vollständig optimiert werden kann.
Mehr zu Produkten erfahren:
Handschuhkästen
Handschuhkästen sind ein unverzichtbares Mittel bei der Batterieherstellung. Sie sorgen für eine kontrollierte, abgedichtete und inerte Atmosphäre, die einen niedrigen Feuchte- und Sauerstoffgehalt aufrechterhält. Außerdem schützen sie das Lithium, die Elektrode und andere Materialien davor, mit Feuchte oder Sauerstoff zu reagieren und sich durch diese zu zersetzen.
Mit den kleinen und integrierbaren Vaisala Messsonden können Sie den gewünschten niedrigen Feuchtegehalt aufrechterhalten und die Feuchte während der Handschuhkastenvorgänge streng kontrollieren und die Elektrolyte vor Zersetzung schützen. Gleichzeitig stellen Sie die Qualität, Sicherheit und Leistung der Batteriekomponenten sicher.
Die direkte Installation im Handschuhkasten ermöglicht in Kombination mit der Beständigkeit gegenüber Chemikalien und der schnellen Ansprechzeit der Sonde eine äußerst schnelle Sequenzsteuerung.
Trockenkabinen und andere inerte Atmosphären
Einige Prozessschritte bei der Herstellung wiederaufladbarer Batterie erfordern möglicherweise zusätzliche Trockenbedingungen, die über den normalen Trockenraum mit kontrollierter, abgedichteter Atmosphäre hinausgehen.
Verlassen Sie sich auf die genauen Messergebnisse und kompakten Sonden von Vaisala, die sich überall dort bewährt haben, wo Präzision gefragt ist. Erkunden Sie die empfohlenen Produkte.
Die erstklassigen Messungen mit technologisch optimal geeigneten Produkten, insbesondere für sehr trockene Bedingungen und für kritische Füll- und Abdichtungsvorgänge, sind nur bei Vaisala erhältlich.
DMP7
NMP und andere Lösemittel
N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) ist für die Herstellung leistungsstarker Lithiumionenbatterien unverzichtbar. Es löst PVDF-Bindemittel (Polyvinylidenfluorid) effektiv auf und erzeugt einen gleichmäßigen Schlamm, der eine gleichbleibende Verteilung der aktiven Materialien und eine gleichmäßige Beschichtung der Elektroden gewährleistet. Dies ist zum Erreichen einer optimalen Batterieleistung wesentlich.
Die Vaisala Messlösung für Chemikalienkonzentrationen, das Vaisala Polaris Prozessrefraktometer, steigert die Effizienz und Nachhaltigkeit in der Batterieherstellung. Es wird sichergestellt, dass kostspieliges und giftiges NMP effektiv zurückgewonnen wird, wodurch Chemikalienabfälle minimiert und die Umweltbelastung verringert wird – und hilft Ihnen so, Kosten zu senken und gleichzeitig einen nachhaltigeren Produktionsprozess zu unterstützen.
Erfahren Sie, wie Vaisala Prozessrefraktometer Einsparungen erzielen, nachhaltige Abläufe fördern und die Produktqualität verbessern.
Anwendungshinweis herunterladen
Zuverlässigkeit und Einfachheit für Ihre kritischen Messpunkte bei der Batteriefertigung
Treffen Sie kluge Entscheidungen, und reduzieren Sie Arbeitsaufwand und Unsicherheiten bei der Batterieherstellung, indem Sie sich für genaue und zuverlässige Messgeräte entscheiden.
Die Vorteile einer schnell reagierenden Sonde in einem Trockenraum bei der Batterieherstellung
Trocknung ist einer der kostenintensivsten Vorgänge in einem Trockenraum bei der Batterieherstellung. Das Trocknen ist zudem eine heikle Angelegenheit, denn Übertrocknung ist kostspielig und Untertrocknung hingegen gefährlich.
Erfahren Sie, warum alles schiefgehen kann, wenn ein Taupunktfühler im Trockner zu langsam reagiert.
WARUM VAISALA
ENERGIEEINSPARUNGEN
Sparen Sie Energie bei allen Trockenvorgängen im Trockenraum. Verwalten Sie den Trockner präzise, und profitieren Sie von der schnellen Ansprechzeit der Sonde für sofortige Anpassungen bei Trockenvorgängen.
KOMPATIBEL MIT NIEDRIGEM TAUPUNKT
Überwachen Sie die Bedingungen in Trockenräumen mit Vaisala Indigo-Produkten, und sorgen Sie für einen einheitlichen und zielgerichteten Betrieb sowohl bei Standard- als auch bei besonderen Bedingungen. Die leistungsstarken Vaisala Indigo-Produkte sind bereits jetzt für die Trockenraumanforderungen von morgen geeignet.
HEISSE/TROCKENE/CHEMISCHE PROZESSE
Vaisala Produkte eignen sich für alle Anwendungen, da die Messsonden für den Einsatz in den anspruchsvollsten Umgebungen konzipiert sind.
DATENERFASSUNG UND SICHERE VERARBEITUNG
Erfassen Sie Daten mit Indigo Produkten, statten Sie Trockenräume mit lokalen Bildschirmen aus, und speisen Sie Daten in das Überwachungskontroll- und Datenerfassungssystem (SCADA) ein, um sofort Anpassungen vorzunehmen und eine sichere Verarbeitung zu gewährleisten.
VOLLE PRODUKTPALETTE
Vielseitige Messlösungen einschließlich Messbereich, Temperatur, Probenahmelösungen, Unterstützung verschiedener digitaler Ausgänge und Sonden mit chemischer Beständigkeit.
Die Umsetzung des Ökosystems ermöglicht die Kombination von Sonden, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.
HALBLEITER
Halbleiter, die Batterien der nächsten Generation, erfordern noch strengere Taupunktbedingungen bis zu −80 °C Td/f. Darauf ist das Vaisala Angebot bereits vorbereitet. Erkunden Sie den DMT152.
Forschung zu Halbleitern und mehr
Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion), Lithium-Schwefel-Batterien (Li-S), Natrium-Ionen-Batterien und Halbleiterbatterien.
Die Batterietechnologie entwickelt sich mit beispielloser Geschwindigkeit weiter, da an immer leistungsstärkeren, sichereren und kleineren Produkten geforscht wird, um der ständig wachsenden Nachfrage gerecht zu werden. Trotz der neuen Entwicklungen reagieren diese neuen Technologien noch empfindlicher auf Feuchte und erfordern eine genaue Steuerung und Überwachung.
Vaisala verfügt über einsatzbereite Lösungen für Forschung und Entwicklung, Labor und die Skalierung der Fertigung. In Fällen, in denen Messanforderungen vorliegen, aber ein geeignetes Instrument fehlt, finden wir Lösungen.
Arbeiten Sie mit dem vertrauenswürdigsten Anbieter von Messlösungen zusammen, um zuverlässige Ergebnisse und sichere Experimente zu erreichen, und bereiten Sie zukünftige Entwicklungen mit den besten Feuchte- und Taupunktsonden ihrer Klasse vor.
Hydrometallurgisches Recycling
Das Recycling wertvoller Metalle ist einer der wichtigsten Aspekte zur Umsetzung einer Kreislaufwirtschaft in der Herstellung von Sekundärbatterien. Es entstehen neue Innovationen und Technologien, um hohe Metallrückgewinnungsraten wirtschaftlich und nachhaltig zu ermöglichen. Eine solche Innovation ist das hydrometallurgische Recyclingverfahren, bei dem Metalle durch chemische Prozesse wie Auslaugen rückgewonnen werden.
Die Feuchtesteuerung bleibt während des gesamten Recyclings entscheidend. Der Grund dafür ist, dass Lithium mit Feuchte reagiert und eine präzise Taupunktüberwachung erfordert, um Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten. Vaisala Produkte bieten wichtige Daten, verhindern eine Verschlechterung des Materials und bewahren sichere Verarbeitungsbedingungen.
Sorgen Sie mit Vaisala für sichere Prozesse.
Webinare
Kontrolle von NMP bei der Herstellung wiederaufladbarer Batterien
In diesem Webinar geht es um die Optimierung der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien durch die Kontrolle des teuren und giftigen N-Methyl-2-Pyrrolidins (NMP), welches im Prozess verwendet wird. Erfahren Sie, wie Refraktometer den Prozess optimieren und die Effizienz steigern können und wie der Brechungsindex (RI) als wichtiges Kontrollinstrument eingesetzt werden kann.
Effiziente Kathodentrocknung in der Batterieherstellung
Wie Batteriehersteller wissen, ist die Kathodentrocknung einer der energieintensivsten Vorgänge bei der Batterieherstellung, der etwa bis zu 45 % des gesamten Energieverbrauchs in einem Trockenraum ausmacht. Sehen Sie sich das Webinar an, um zu erfahren, wie Sie diesen Verarbeitungsschritt optimieren können.
Fertigung wiederaufladbarer Batterien: Motor für den ökologischen Wandel im Transportwesen
Geeignet für Hersteller von Batterien für Elektrofahrzeuge, Forscher im Bereich Batterien für Elektrofahrzeuge und alle, die sich für wiederaufladbare Batterien für Elektrofahrzeuge interessieren, Professor Tanja Kallio D.Sc. (Tech.) von der Aalto-Universität spricht über ihre Erkenntnisse aus der Batterietechnologieforschung, die Rolle von Lithium-Ionen-Batterien für den ökologischen Wandel sowie die Auswirkungen von Luftfeuchte auf die Fertigung und gibt einen kurzen Einblick in zukünftige Entwicklungen und Technologien.
Anwendungsberichte und Fachinhalte
Schützen Sie jeden Kubikmeter Ihres Trockenraums mit der neuen Vaisala DMP1
Die Vaisala DMP1 ist genau das, was für Trockenräume in der Batterieherstellung notwendig ist.
Umweltfreundlichere und kostengünstigere Batterieproduktion – mit NMP-Recycling
Da sich die Welt von fossilen Brennstoffen abwendet, steigt die Nachfrage nach hochwertigen Batterien. Batterien spielen eine Schlüsselrolle für die Umweltvorteile von Elektrofahrzeugen und durch das Speichern erneuerbarer Energien. In diesem Artikel untersuchen wir, wie das Recycling von N-Methyl-2-Pyrrolidon (NMP) die Batterieherstellung nachhaltiger macht und zugleich die Kosten senkt.
Zugehörige Produkte
Taupunktsonde DMP1
Taupunktmesswertgeber DMT143 und DMT143L (lang) in Miniaturformat
Taupunktmesswertgeber DMT152
Luftdruckmessungen mit Indigo520 Messwertgeber
Portables Messgerät Indigo80
HMP7 Messsonde für relative Feuchte und Temperatur
Taupunkt- und Temperatursonde DMP5
Taupunktsonde DMP6
Taupunkt- und Temperatursonde DMP7
Taupunkt- und Temperatursonde DMP8
Eigensichere Feuchte- und Temperaturmesswertgeberserie HMT370EX
Vaisala Polaris™ Prozessrefraktometer PR53GC für nicht explosionsgefährdet und explosionsgefährdet Bereiche
Vaisala Polaris™ Prozessrefraktometer PR53GP nicht explosionsgefährdet und explosionsgefährdet Bereiche
Vorgelagerte Prozesse in der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien
Messen Sie die Konzentration aggressiver Chemikalien im Bergbau.
Nachfolgende Prozesse in der Herstellung von Lithiumionenbatterien
Überwachen Sie in nachfolgenden Vorgängen Temperatur und relative Feuchte lückenlos.
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