Mit der zunehmenden Elektrifizierung und der Umstellung auf grüne Energie steigt die Nachfrage nach leistungsfähigeren und sichereren wiederaufladbaren Batterien – etwa Lithium-Ionen-, Natrium-Ionen- und Halbleiterbatterien – rasant an. Die Herstellung dieser Batterien ist ein heikler Prozess, der in streng kontrollierten Umgebungen mit extrem niedriger Feuchte durchgeführt wird. Wie also können präzise Taupunktsonden mit schnellen Ansprechzeiten dazu beitragen, für mehr Sicherheit, höhere Erträge und eine bessere Energieeffizienz zu sorgen?

Die mittlere Stufe der Batterieherstellung umfasst die Elektrodenproduktion, die Zellmontage und die Zellfinalisierung. Während dieser Schritte – in Trockenräumen, Trockenkabinen und Handschuhkästen – ist die Kontrolle der Feuchte besonders wichtig, um unerwünschte Reaktionen zu verhindern. Hierzu zählen die Bildung von Lithiumhydroxid und Wasserstoffgas aus Lithium, von Fluorwasserstoff (HF) aus Lithiumsalz und die Erzeugung korrosiver Nebenprodukte aus Elektrolyten. Je effizienter und effektiver die Trocknung (also je besser ihre Kontrolle), desto besser können Sie:

• Personen und Materialien schützen, da die verwendeten Chemikalien empfindlich gegenüber Feuchte sind und bei erhöhter einem erhöhten Feuchtegehalt eine Explosionsgefahr bergen.
• den Ertrag des Prozesses maximieren und die Qualität aufrechterhalten, da sich übermäßige Feuchte negativ auf die Qualität und damit die Lebensdauer der Batterien auswirkt. 
• den Energieverbrauch optimieren, indem Sie die Trockenheit im Trockenraum auf dem optimalem Niveau halten, um Über- oder Untertrocknung zu vermeiden, die beide äußerst kostspielig sind.
   

Exakte und schnelle Taupunktmessungen sind von entscheidender Bedeutung für die Trocknung – insbesondere bei der Herstellung von Halbleiterbatterien 

Die Taupunkttemperatur in Trockenräumen wird auf etwa -30 ºC bis -40 ºC gehalten. Die niedrige Feuchte wird durch einen hochwertigen Trockner kontrolliert, der trockene Luft in den Raum bläst. Dies ist einer der energieintensivsten Schritte überhaupt bei der Batterieherstellung. Daher ist die Minimierung einer Übertrocknung von entscheidender Bedeutung für die Gesamtenergieeffizienz des Werks. 

Die Taupunktsensoren im Trockner müssen enorm schnell ansprechen, um den Trockner schnell und präzise zu steuern und so eine Unter- oder Übertrocknung zu vermeiden. Es gilt zu beachten, dass die Sensorgenauigkeit allein nicht ausreicht, um diese Probleme zu vermeiden. Eine Sonde mit schneller Ansprechzeit und ohne die komplexen internen Messregelkreise einiger Analysegeräte macht bei Trocknern und der Trockenraumkontrolle insgesamt den entscheidenden Unterschied. Da das Volumen der zu trocknenden und durch den Trockenraum geleiteten Luft enorm ist, kann der Energieverbrauch schnell in die Höhe schnellen, wenn der Trocknungsprozess nicht optimiert wird. 

Neuere Technologien, wie etwa Halbleiterbatterien, erfordern in einzelnen Verarbeitungsschritten möglicherweise trockenere Bedingungen mit einer Taupunkttemperatur von bis zu -80 ºC. Diese Schritte werden üblicherweise in Trockenkabinen oder Handschuhkästen durchgeführt, da es nicht wirtschaftlich ist, den gesamten Trockenraum auf den gleichen, extrem niedrigen Taupunkt zu trocknen. Die Feuchte in Trockenkabinen und Handschuhkästen wird an kritischen Punkten überwacht. 

Die Vaisala DRYCAP® Technologie ist die weltweit am häufigsten verwendete Technologie zur Überwachung und Steuerung von Trocknern. Hierbei handelt es sich um eine praxiserprobte Innovation, die eine genaue und stabile Taupunktmessung mit schneller Ansprechzeit und minimaler Abweichung ermöglicht. Vaisala hat diese führende Position nicht nur durch Innovation erreicht, sondern auch durch ein klares Bekenntnis zu Produktqualität und -zuverlässigkeit bei kurzen Vorlauf- und Lieferzeiten in Kombination mit einem erstklassigen Serviceniveau. 

Vielseitige und kostengünstige Lösungen für den gesamten Prozess

Bei den Sensoren, die zur Überwachung der Feuchte im Trocknungsprozess der mittleren Stufe der Batterieherstellung erforderlich sind, muss es sich nicht um teure, hochpräzise Geräte auf Laborniveau handeln. Beispielsweise ist der Miniatur-Taupunktmesswertgeber DMT143 ein einfaches, kostengünstiges Gerät für genaue und stabile Taupunktmessungen mit schneller Ansprechzeit in Lufttrocknern und Handschuhkästen. 

Durch die Bereitstellung ganzheitlicher Systeme und Pakete, wie etwa dem Vaisala Indigo Ökosystem, schafft Vaisala einen Mehrwert. Die Basis der Indigo Plattform bilden die Messwertgeber und die mit der DRYCAP® Technologie kompatiblen Sonden. Die Produkte der Indigo Produktfamilie sind vielseitig und einfach zu installieren, zu verwenden und zu warten. Messwertgeber, die verschiedene Feldbusse unterstützen und über integrierte Displays sowie andere erweiterte Funktionen verfügen, können mit Sonden wie dem DMPx kombiniert werden. Dies ermöglicht exakte und zuverlässige Messungen in anspruchsvollen Prozessen mit aggressiven Chemikalien, hohen Temperaturen und extrem niedriger Feuchte. Aus diesem Grund stellt das Indigo Ökosystem die beste Lösung zur Überwachung und Kontrolle der Feuchte in der mittleren Stufe der Batterieherstellung dar. 

Vaisala ist seit über 50 Jahren branchenweit führend in der Feuchtemessung. Die innovativen Produkte des Unternehmens stehen weltweit für Genauigkeit, Zuverlässigkeit, Langzeitstabilität und schnelle Ansprechzeiten. Lange Produktlebenszyklen und Garantien sowie ein branchenführender technischer Support geben Ihnen das sichere Gefühl, dass Vaisala Sie über viele Jahre hinweg dabei unterstützen wird, für mehr Sicherheit, höhere Erträge und eine bessere Energieeffizienz in der mittleren Stufe der Batterieherstellung zu sorgen.