Batteritillverkning
Säkerställ de uppladdningsbara batteriernas kvalitet och prestanda
Den gröna omställningen påskyndar utvecklingen av nya innovationer och tillämpningar för sekundära batterier. Litiumjon- och natriumjonbatterier används för att driva elfordon, energilagringssystem (BESS) samt ett brett och växande utbud av konsumentvaror.
Under tillverkningen reagerar elektrodmetaller, elektrolyt och tillverkningskemikalier i kontakt med fukt, vilket kräver stabila och låga eller extremt låga daggpunktsförhållanden i torrum, torrbås, handskboxar och inerta atmosfärer. Att upprätthålla låga eller extremt låga daggpunktsförhållanden är avgörande för säkerheten, avkastningen och effektiviteten.
Tillverkningsanläggningar – i synnerhet gigafabriker – är enormt stora och att torka dessa kontrollerade miljöer till specificerade daggpunkter kräver betydande mängder energi. Detsamma gäller under några av bearbetningsstegen, exempelvis katodtorkning.
Kostnadseffektiva och hållbara torrum
1. Snabb respons är avgörande
Alla driftavbrott som sker under tillverkningen kostar pengar. Därför rekommenderar vi Vaisalas noggranna och snabbreagerande daggpunktsprober för torrum och avfuktningsenheter.
Nu behöver du inte vänta i timmar och dagar på att proberna ska stabiliseras innan du kan starta produktionen på nytt.
2. Enkelt är bra
Vaisalas prober är användarvänliga, hållbara, kompakta och lämpliga för tillverkning i varierande skala. De är också enkla att installera och underhålla.
Välj tillförlitlighet och enkelhet framför komplexitet och osäkerhet.
3. Ekosystemtänkande är klokt
Utnyttja fördelarna med Vaisalas daggpunktsprober och andra mätparametrar som lagras av Indigo-transmittrarna.
Med Vaisala kan du enkelt säkerställa jämförbara mätvärden under hela produktionsprocessen.
Betrodd partner i mitten av produktionskedjan vid tillverkning av litiumbatterier
Vaisala tillhandahåller avgörande mätparametrar för kritiska insatser inom tillverkningsprocessen.
Noggranna realtidsmätningar:
- temperatur (T)
- daggpunkt (Td)
- relativ luftfuktighet (RH)
- kemikaliekoncentrationer (nD)
Mätningar i världsklass med de tekniskt bäst lämpade produkterna, särskilt för extremt torra förhållanden och för kritiska fyllnings- och tätningsåtgärder, är endast tillgängliga från Vaisala.
Teknikjämförelse
Läs om hur Vaisalas daggpunktsprob står sig mot CRDS (Cavity Ring-Down Spectrometer)
och transmittrar med kyld spegel i de mest krävande driftmiljöerna, som
batteri- och halvledartillverkning.
| Vaisalas daggpunktprob | CRDS | transmitter för kyld spegel | |
| Td-mätning område* | –80 °C...+20 °C | –100 °C...–50 °C | –70 °C...+20 °C |
| In-situ-mätning | Ja | Nej, kräver provtagning och stor tryckskillnad | Nej, kräver provtagning |
| Td-noggrannhet under laboratorieförhållanden* | +/–2 °C | +/-0,2 °C | +/-0,2 °C |
| Tryckområde* | 1 ... 50 bar | 1–5 bar | Endast ~1 bar |
| Beroende av atmosfäriska förhållanden | Ej beroende | Beroende. Kräver stabila atmosfäriska förhållanden. Provtagning kan orsaka fel i icke-laboratorie miljö. | Beroende. Lägsta daggpunkt ökar om omgivningstemperaturen höjs. Provtagning kan generera fel i miljöer utanför laboratorium. |
| Svarstid* | Minuter | Tiotals minuter | Timmar |
| Sensitivity (Känslighet) | Hög | Låg (kan inte upptäcka snabba förändringar, medelvärdesmätning) | Låg (kan inte upptäcka snabba förändringar, medelvärdesmätning) |
| Storlek | Liten och lätt. Får enkelt plats på olika platser | Medelstor, ca 10 kg | Från stor och tung till medelstor |
| Kräver regelbunden service av operatör | Krävs ej | Krävs ej | Krävs |
| Innehåller komponenter som kräver service | Krävs ej | Krävs ej i ren miljö | Krävs (t.ex. Peltier) |
| Lokal kalibrering/ support tillgänglig | Ja | Förmodligen inte | Förmodligen inte |
| Beroende av bakgrundsgaser | Litet | Potentiellt stort | Potentiellt avgörande |
* Typiska värden vid batteri- och halvledartillverkning
Exklusivt webbseminarium med Volta Foundation
Här får du lära dig bästa praxis för installation, rengöring och optimering av fuktsensorer i olika miljöer – från VVS-system och FoU-labb till pilotlinjer och fullskalig tillverkning.
Övervakning och kontroll i torrum
Målet med ett torrum är att skapa en säker arbetsplats, fri från föroreningar och då främst fukt. Den typiska daggpunktstemperaturen ligger runt -40 °C Td/f, men kan sjunka ända ner till -70 °C Td/f.
Tillverkningsområden som kräver torra förhållanden kan uppgå till ytor på hela 10 000 m². Det säger sig självt att de kräver enorma mängder luft för att värmas upp, kylas och torkas. För att uppnå och bibehålla stabila torra förhållanden tillför man en kontrollerad mängd luft med specificerad daggpunkt. Den önskade daggpunkten uppnås i avfuktningsenheten genom att man justerar luftflödeshastigheten i torkmedelshjulet, samt använder sig av Vaisalas daggpunktsprober. Vaisalas snabbreagerande daggpunktsprober detekterar samtliga fuktighetsförändringar inom en trumrotation, vilket möjliggör en exakt realtidsstyrning.
Vaisalas prober optimerar avfuktarenhetens effektivitet genom att tillhandahålla exakta realtidsdata. Resultatet är en minskad energiförbrukning och en mer kostnadseffektiv batteritillverkning.
Effektiv övervakning i hela rummet för maximal processeffektivitet
Genom att placera proberna strategiskt och med lämpliga intervall kan torrummet eller renrummet övervakas effektivt, vilket säkerställer omfattande kontroll av hela rummet, oavsett storlek.
DMP1 är optimal för stabil processtillförlitlighet och korrekta torrhetsnivåer i batteri och tillverkning av halvledare med Indigo300.
Applikationer i mitten av tillverkningsprocessen
Anodtorkning
Vid anodtorkning med kontrollerad daggpunkt bildas ett SEI-lager (Solid Electrolyte Interphase) under de inledande laddningscyklerna. Detta SEI-lager är avgörande för batteriets prestanda och säkerhet.
Vaisalas daggpunkts-, fuktighets- och temperaturmätningar styr torksegmenten i torken. Det hjälper till att upprätthålla produkternas kvalitet och prestanda, samtidigt som det skyddar batterimaterial och komponenter från fukt.
Även om anodtorkningen går snabbare på grund av lösningsmedlets kokpunkt – vanligtvis vattenbaserad – kan en optimerad processkontroll leda till energibesparingar. Kontakta oss för mer information.
Katodtorkning
En lyckad katodtorkning förhindrar skadliga sidoreaktioner och korrosionsbildning, bidrar till att skapa en porös struktur som underlättar en optimal jon- och elektrolytrörelse, samt säkerställer en övergripande lämplig elektrokemisk prestanda genom att se till att bindemedlet i elektrolyten fördelas jämnt. Katodtorkning är ett av de dyraste bearbetningsstegen, i synnerhet om det inte hanteras och optimeras på rätt sätt.
Vaisalas prober kan användas i olika skeden av torkningsprocessen och i drastiskt olika driftsmiljöer, inklusive de som inbegriper aggressiva kemiska lösningsmedel som exempelvis N-metyl-2-pyrrolidon (NMP), och mycket höga temperaturer. Genom att välja Vaisala kan man säkerställa noggranna mätningar och få jämförbara resultat över olika torkningssteg, även under dessa krävande förhållanden.
Ta kontroll över katodtorkningsprocessen och öka avkastningen.
Avfuktningskontroll
Vaisalas daggpunktsprober är utformade för att optimera avfuktningsenheternas effektivitet under batteritillverkningen, något som avsevärt minskar energiförbrukningen och driftkostnaderna. Vaisalas snabbreagerande daggpunktsprober används för att upprätta en sluten styrslinga med den avancerade torken, i syfte att optimera processen.
Läs mer om produkterna:
Handskboxar
Handskboxar är ett viktigt verktyg i batteritillverkningen som tillhandahåller en kontrollerad, förseglad och inert atmosfär som upprätthåller låga nivåer av fukt och syrgas och skyddar litiumet, elektroderna och andra material från att reagera med och nedbrytas av fukt eller syrgas.
Bibehåll önskade låga luftfuktighetsnivåer och håll luftfuktigheten under strikt kontroll vid användning av handskboxen och håll elektrolyter säkra från sönderdelning, samtidigt som du säkerställer kvalitet, säkerhet och prestanda för batterikomponenter med Vaisalas små och integrerbara mätprober.
Direkt installation i handskboxen kombinerat med sondens kemiska tolerans och snabba reaktionstid möjliggör extremt snabb sekvenskontroll.
Torrbås och andra inerta atmosfärer
Under tillverkningen av uppladdningsbara batterier kan vissa bearbetningssteg kräva en kontrollerad, förseglad atmosfär och extra torra förhållanden, utöver det vanliga torrummet.
Vaisala erbjuder noggranna mätvärden och kompakta sonder för exakta resultat. Bekanta dig med de rekommenderade produkterna.
Mätningar i världsklass med de tekniskt bäst lämpade produkterna, särskilt för extremt torra förhållanden och för kritiska fyllnings- och tätningsåtgärder, är endast tillgängliga från Vaisala.
DMP7
NMP och andra lösningsmedel
N-metyl-2-pyrrolidon (NMP) är avgörande vid tillverkningen av litiumjonbatterier med hög prestanda. NMP löser upp PVDF-bindemedlen (polyvinylidenfluorid) och bildar en enhetlig slurry. Denna slurry säkerställer en konsekvent spridning av aktiva material och en jämn beläggning på elektroderna. Det här är avgörande för att uppnå en optimal batteriprestanda.
Vaisala Polaris-processrefraktometer förbättrar batteritillverkningens effektivitet och hållbarhet genom att säkerställa en effektiv återvinning av kostsam och giftig NMP, vilket minimerar mängden kemiskt avfall och minskar vår påverkan på miljön. Det innebär att du kan sänka kostnaderna, samtidigt som du stöder en mer hållbar produktionsprocess.
Lär dig mer om hur Vaisalas processrefraktometrar leder till kostnadsbesparingar, främjar en hållbar verksamhet och förbättrar produktkvaliteten.
Ladda ned applikationskommentar
Pålitlighet och enkelhet i dina kritiska batteritillverkningsmätpunkter
Gör smarta val och minska din arbetsbelastning och osäkerhet i batteritillverkningen genom att välja korrekta och pålitliga mätinstrument.
Fördelarna med en snabbt reagerande prob i ett torrum för batteritillverkning
Torkningen är ett av de mest kostsamma momenten vid tillverkning av batterier i torrum. Torkning är också en komplicerad process, eftersom övertorkning blir dyrt och undertorkning är farligt.
Läs om varför allt kan misslyckas om en daggpunktsprob i en tork reagerar långsamt.
VARFÖR VAISALA
SPARA ENERGI
Spara energi vid all torkaranvändning i ett torrum. Hantera torkaren exakt och dra nytta av probens snabba svarstid för omedelbara torkarjusteringar.
KOMPATIBEL MED LÅG DAGGPUNKT
Övervaka torrumsförhållanden med Vaisala Indigo-produkter och säkerställ konsekvent och målinriktad drift för både standardmässiga och specialiserade förhållanden. Högpresterande Vaisala Indigo-produkter är redan lämpliga för framtidens torrkrav.
VARMA/TORRA/KEMISKA PROCESSER
Vaisalas produkter är bra till allt eftersom mätproberna är konstruerade för de mest krävande miljöerna.
SAMLA IN DATA OCH BEHANDLA SÄKERT
Samla in data med Indigo-produkter, utrusta torrummet med lokala skärmar och mata data till övervaknings- och datainsamlingssystemet (SCADA) för omedelbara justeringar och säker behandling.
FULLT SORTIMENT
Mångsidiga mätningslösningar, inklusive mätområde, temperatur, provtagningslösningar, stöd för olika digitala utdata och prober med kemisk tolerans.
Ekosystemutförande i konstruktion möjliggör blandning och matchning av prober som uppfyller specifika behov.
HALVLEDARTEKNIK
Nästa generations halvledarbatterier kommer att kräva ännu strängare daggpunktsförhållanden (ner till -80 °C Td/f), vilket Vaisala redan erbjuder lösningar för. Lär dig mer om DMT152.
Forskning om halvledare och där bortom
Litiumjonbatterier (Li-ion), litiumsvavelbatterier (Li-S), natriumjonbatterier och halvledarbatterier.
Batteritekniken utvecklas i en hastighet som aldrig förr i jakten på hitta kraftfullare, säkrare och mindre produkter för att möta den alltmer växande efterfrågan. Trots de nya framstegen är dessa nya tekniker ännu känsligare för fukt och kräver korrekt kontroll och övervakning.
Vaisala har färdiga lösningar för FoU, laboratorie- och uppskalningstillverkning. I fall där ett mätbehov identifieras men saknar ett lämpligt instrument hittar vi lösningar.
Samarbeta med den mest pålitliga mätleverantören för pålitliga resultat och säkra experiment, och förbered framtida utveckling med klassens bästa luftfuktighets- och daggpunktsprober.
Hydrometallurgisk återvinning
Återvinning av värdefulla metaller är en av de främsta aspekterna för att uppnå en cirkulär ekonomi inom tillverkning av sekundära batterier. Nya innovationer och tekniker växer fram för att möjliggöra höga metallåtervinningsgrader på ett ekonomiskt och hållbart sätt. En sådan innovation är den hydrometallurgiska återvinningsprocessen som återvinner metaller genom kemiska processer, till exempel urlakning.
Fuktkontroll är fortfarande ytterst viktigt under hela återvinningen, eftersom litium reagerar med fukt och kräver noggrann daggpunktsövervakning för att säkerställa säkerhet och effektivitet. Vaisalas produkter förhindrar materialnedbrytning och säkerställer säkra bearbetningsförhållanden genom att tillhandahålla kritiska data.
Säkerställ säkra processer med Vaisala.
Webbseminarier
Reglera NMP i tillverkningen av laddningsbara batterier
Detta webbseminarium fokuserar på att optimera tillverkningen av litiumjonbatterier genom att reglera det dyrbara och giftiga N-metyl-2-pyrrolidonet (NMP) som används i processen. Lär dig hur refraktometrar optimerar processen och ökar effektiviteten, och hur brytningsindex (RI) kan användas som ett viktigt kontrollverktyg.
Effektiv katodtorkning vid batteritillverkning
Batteritillverkare är medvetna om att en av de mest energikrävande processerna inom batteritillverkning är katodtorkning, som står för upp till cirka 45 % av den totala energiförbrukningen i ett torrum. Titta på webbseminariet för att lära dig mer om hur du optimerar detta steg i processen.
Tillverkning av laddningsbara batterier: driver den gröna omställningen inom transport
Lämplig för tillverkare av batterier till elbilar (EV), EV-batteriforskare och alla som är intresserade av laddningsbara EV-batterier, professor Tanja Kallio D.Sc. (Tekn.) från Aalto-universitetet delar med sig av sina insikter om batteriteknikforskning, litiumjonbatteriers roll i den gröna omställningen, fuktens effekter på tillverkningen och ger en tjuvtitt på framtida utveckling och teknik.
Kundfall och expertinnehåll
Skydda varje kubikmeter i ditt torrum med nya Vaisala DMP1
Vaisala DMP1 är vad torrum inom batteritillverkning behöver.
NMP-återvinningens roll för en grönare och mer kostnadseffektiv batteritillverkning
Efterhand som världen fortsätter att röra sig bort från fossila bränslen ökar efterfrågan på högkvalitativa batterier. Batterier spelar en central roll för elfordon och förnybar energilagring, vilka båda erbjuder miljöfördelar. I den här artikeln ska vi titta närmare på hur återvinning av N-metyl-2-pyrrolidon (NMP) kan göra batteritillverkningen mer hållbar – och även ge kostnadsbesparingar.
Relaterade produkter
Daggpunktsprob DMP1
Miniature Dew Point Transmitters DMT143 & DMT143L (Long)
Dew Point Transmitter DMT152
Barometric pressure measurements with Indigo520 Transmitter
Indigo80 handhållen mätenhet
Relative Humidity and Temperature Probe HMP7
Dew Point and Temperature Probe DMP5
Dew Point Probe DMP6
Dew Point and Temperature Probe DMP7
Dew Point and Temperature Probe DMP8
Den i grunden säkra HMT370EX-serien med luftfuktighets- och temperaturtransmitters
Vaisala Polaris™ PR53GC-processrefraktometer
Vaisala Polaris™ PR53GP-processrefraktometer
Uppströmsprocesser vid tillverkning av litiumjonbatterier
Mät koncentrationer av aggressiva kemikalier vid gruvdrift.
Nedströmsprocesser vid tillverkning av litiumjonbatterier
Övervaka på ett sömlöst sätt temperatur och relativ luftfuktighet längre fram i produktionskedjan.
Kontakta oss
Är du intresserad av att få mer information om en specifik applikation eller produkt? Hör av dig, så återkommer vi!
