La producció de bateries de liti-ió ha de ser estrictament controlada en el context de l'entorn pel que fa al rendiment, la seguretat i la vida útil. Cal utilitzar una cambra seca per a la producció de bateries de liti per proporcionar ambients d'humitat ultrabaixa en la fabricació de bateries de manera que s'evitin defectes de contaminació per humitat. L'article presenta la necessitat d'equips de cambra seca per a bateries de liti, tecnologies bàsiques i innovacions per millorar l'eficiència de la producció i la qualitat de les bateries.

L'ús de sales seques en bateries de liti

Les bateries de liti-ió són molt sensibles a l'aigua. La introducció de petites quantitats d'aigua reaccionarà amb els electròlits i induirà la generació de gas, pèrdua de capacitat i risc, per exemple, d'inflor o fuga tèrmica. Per protegir-se contra aquest risc, una habitació seca per a bateries de liti ha de tenir un punt de rosada normalment inferior a -40 °C (-40 °F), amb aire molt sec.

Per exemple, les Gigafactories de Tesla utilitzen sales seques de primer nivell per mantenir la humitat relativa per sota de l'1% d'humitat relativa per al recobriment dels elèctrodes i el muntatge de les cel·les. A partir de la investigació, es va descobrir que un contingut d'aigua superior a 50 ppm a les cel·les de la bateria pot reduir el rendiment en un 20% després de 500 cicles de càrrega. Per tant, val la pena la inversió que els fabricants amb alts objectius de densitat d'energia i vida útil tinguin una sala seca per a bateries de liti d'última generació.

Equipament de sala seca de bateries de liti grans

Una sala seca per a bateries de liti d'alta eficiència comprèn diversos equips necessaris per garantir les condicions òptimes:

1. Sistemes de deshumidificació

L'ús més estès és el deshumidificador dessecant, on l'aigua s'elimina mitjançant materials com ara tamisos moleculars o gel de sílice.

Els deshumidificadors de rodes rotatives proporcionen un assecat continu amb punts de rosada de fins a -60 °C (-76 °F).

2. Unitats de tractament d'aire (UTA)

Les UTA ​​regulen la temperatura i el flux d'aire per mantenir condicions constants a l'habitació seca.

Els filtres HEPA eliminen partícules que es poden utilitzar per contaminar els materials de la bateria.

3. Sistemes de barrera contra la humitat

Les rescloses d'aire de doble porta minimitzen el nivell d'humitat que entra durant l'entrada de material o personal.

Les dutxes d'aire sec s'utilitzen per deshumidificar els operadors abans d'accedir a zones sensibles.

4. Sistemes de monitorització i control

El punt de rosada, la humitat i la temperatura es controlen contínuament en temps real amb estabilitat mitjançant compensació automàtica.

El registre de dades garanteix el compliment dels estàndards de la indústria com ara la ISO 14644 per a sales blanques.

Gegants de la indústria com Munters i Bry-Air proporcionen equips de sala seca amb bateries de liti fets a mida amb els quals empreses com CATL i LG Energy Solutions poden controlar estrictament la humitat.

Tecnologia avançada de sala seca amb bateries de liti

Els últims desenvolupaments en tecnologia de sales seques amb bateries de liti milloren l'eficiència energètica, l'automatització i l'escalabilitat:

1. Sistemes de recuperació de calor

Els nous deshumidificadors recuperen la calor residual per estalviar energia fins a un 30%.

Alguns d'ells recuperen calor d'assecatge per preacondicionar l'aire, per exemple.

2. Control d'humitat amb tecnologia d'IA

El programari d'aprenentatge automàtic anticipa la fluctuació de la humitat i preactiva els nivells de deshumidificació.

Panasonic utilitza sistemes basats en IA per optimitzar les condicions dinàmiques de les sales seques.

3. Dissenys modulars de sales seques

Les cambres seques prefabricades faciliten un desplegament ràpid i l'escalabilitat per augmentar gradualment la capacitat de la línia de producció.

La Gigafàbrica de Tesla a Berlín utilitza sales seques modulars per a l'optimització de l'eficiència de la producció de cèl·lules de bateria.

4. Purga de baix punt de rosada amb gasos

Hi ha l'ús de purga amb nitrogen o argó per a una eliminació addicional d'humitat en segellar cel·les.

El mètode s'aplica en la producció de bateries d'estat sòlid, on la sensibilitat a l'aigua és més negativa.

Conclusió

La sala seca de la bateria de liti és una pedra angular de la fabricació de bateries d'alta qualitat, on una atmosfera controlada en sec proporciona el millor rendiment i seguretat. Els controladors d'aire, els deshumidificadors i les barreres, tots els equips crítics de la sala seca de la bateria de liti, es combinen per crear una humitat ultrabaixa. D'altra banda, la innovació tecnològica en les sales seques de bateries de liti, com ara els sistemes de control d'IA i de recuperació de calor, està impulsant l'escalabilitat i l'eficiència de la indústria a nous nivells.

Mentre el mercat de les bateries de liti-ió continuï augmentant, els productors han de continuar invertint en la tecnologia de cambres seques més avançada si volen mantenir el negoci. Són les empreses que inverteixen en tecnologia d'assecat de bona qualitat les que estaran a l'avantguarda de la producció de bateries més segures, de cicle més llarg i d'alta capacitat.

Es milloraran les condicions de la sala seca de la bateria de liti, cosa que permetrà a la indústria incorporar més energia en vehicles elèctrics, sistemes d'energia renovable i electrònica de consum, un pas més cap a un futur energètic sostenible.