Asiantuntija-artikkeli

Laatua ja tuotantotehokkuutta ladattavien akkujen valmistukseen nopeilla kastepistemittauksilla

Antti Viitanen

Antti Viitanen

Vanhempi tuotepäällikkö

Vaisala

Teollisuustuotanto ja -prosessit
Teollisuusmittaukset

Sähköistyksen lisääntyessä ja siirryttäessä kohti vihreää energiaa tehokkaampien ja turvallisempien ladattavien akkujen, kuten litiumioni- ja natriumioniakkujen sekä kiinteäelektrolyyttisten akkujen, kysyntä kasvaa nopeasti. Näiden akkujen valmistus on herkkä prosessi, joka suoritetaan erittäin kontrolloiduissa ja kuivissa ympäristöissä. Miten siis tarkat, erittäin herkät kastepistemittapäät voivat auttaa lisäämään turvallisuutta, saantoa ja energiatehokkuutta?

Akkujen valmistusprosessin keskivaihe käsittää elektrodien valmistuksen, kennojen kokoonpanon ja kennojen viimeistelyn. Näissä prosesseissa – kuivahuoneissa, kuivauskopeissa ja hansikaskaapeissa – kosteuden hallinta on erityisen tärkeää, jotta voidaan estää ei-toivotut reaktiot, kuten litiumhydroksidin ja vetykaasun muodostuminen litiumin reagoidessa veden kanssa, vetyfluoridin (HF) muodostuminen litiumsuolan reagoidessa veden kanssa sekä elektrolyyttien tuottamat syövyttävät sivutuotteet. Mitä tehokkaampi kuivaus (eli mitä paremmin sitä hallitaan), sitä paremmin voit

  • suojata ihmisten ja materiaalien turvallisuutta, koska käytetyt kemikaalit ovat herkkiä kosteudelle ja aiheuttavat räjähdysvaaran altistuessaan korkeille kosteustasoille
  • maksimoida prosessin saannon ja ylläpitää korkean laadun, koska liiallinen kosteus vaikuttaa negatiivisesti laatuun ja siten myös akkujen käyttöikään 
  • optimoida energiankulutuksen pitämällä kuivahuoneen ilman kuivuuden optimaalisella tasolla, jotta vältetään yli- ja alikuivaus (joista molemmat ovat erittäin kalliita).
     

Tarkka ja herkkä kastepistemittaus on kriittistä kuivauksen kannalta – erityisesti kiinteäelektrolyyttisten akkujen valmistuksessa 

Kuivahuoneissa ympäristön kastepistelämpötila pidetään –30 ºC:n ja –40 ºC:n välillä. Matalaa kosteutta säädetään huippuluokan kuivaimella, joka työntää kuivaa ilmaa huoneeseen. Tämä on yksi eniten energiaa kuluttavista vaiheista koko akun valmistusprosessin aikana, joten ylikuivauksen minimointi on avainasemassa tehtaan energiatehokkuuden kannalta. 

Kuivaimen kastepisteanturien on oltava erittäin herkkiä, jotta ne voivat auttaa välttämään yli- ja alikuivauksen ohjaamalla kuivainta nopeasti ja tarkasti. On tärkeää huomata, että anturin tarkkuus ei yksin riitä, kun halutaan välttää nämä ongelmat. Mittapäällä, jolla on lyhyt vasteaika ja jossa ei ole analysaattoreissa toisinaan käytettyjä monimutkaisia sisäisiä säätöpiirejä, on keskeinen rooli kuivaimen ja koko kuivahuoneen hallinnassa. Kuivattavan ja läpi työnnettävän ilman määrä on valtava, joten energiankulutus voi helposti nousta pilviin, jos kuivausprosessia ei optimoida. 

Uudemmat teknologiat, kuten kaikki kiinteäelektrolyyttiset akut, saattavat vaatia kuivempia olosuhteita, joissa kastepistelämpötila voi yksittäisissä prosessivaiheissa olla niinkin alhainen kuin –80 ºC. Nämä vaiheet suoritetaan yleensä kuivauskopeissa tai hansikaskaapeissa, koska koko kuivahuoneen kuivaaminen samalle erittäin alhaiselle kastepistetasolle ei ole taloudellista. Kuivauskoppien ja hansikaskaappien kosteustasoja valvotaan kriittisissä pisteissä. 

Vaisalan DRYCAP® on maailman käytetyin kuivainten valvonta- ja ohjausteknologia. Se on kentällä lukuisia kertoja testattu innovaatio, joka tarjoaa tarkan, vakaan ja nopean kastepistemittauksen minimaalisella ryöminnällä. Tämä Vaisalan johtava asema perustuu paitsi innovaatioon myös tinkimättömään sitoutumiseen tuotteiden laatuun ja luotettavuuteen, lyhyisiin toimitus- ja toimitusaikoihin sekä huippuluokan palveluun. 

 

Monipuoliset ja kustannustehokkaat ratkaisut koko prosessiin

Akkuvalmistuksen kuivausprosessien kosteuden valvontaan käytettävien anturien ei tarvitse olla kalliita ja supertarkkoja laboratoriotason laitteita. Esimerkiksi pienikokoinen kastepistelähetin DMT143 on yksinkertainen ja kustannustehokas laite tarkkoihin, vakaisiin ja nopeisiin kastepistemittauksiin ilmankuivaimissa ja hansikaskaapeissa. 

Vaisala luo asiakkailleen lisäarvoa tarjoamalla Vaisala Indigo ‑ekosysteemin kaltaisia kattavia järjestelmiä ja paketteja. Indigo-valikoiman ytimessä ovat lähettimet ja DRYCAP®-teknologiaa käyttävät yhteensopivat mittapäät. Indigo-tuotteiden asennus, käyttö ja huoltaminen on helppoa, ja niistä saa helposti koottua käyttötarkoitukseen sopivan ratkaisun. Lähettimet, jotka tukevat erilaisia kenttäväyliä ja sisältävät näyttöjä ja muita edistyneitä ominaisuuksia, voidaan yhdistää esimerkiksi DMPx-mittapäihin. Järjestelmän avulla voit mitata tarkasti ja luotettavasti myös vaativissa prosesseissa, joissa esiintyy voimakkaita kemikaaleja, korkeita lämpötiloja ja erittäin matalaa kosteutta. Siksi Indigo-ekosysteemi tarjoaa parhaan ratkaisun kosteuden valvontaan ja hallintaan akkuvalmistuksen prosesseissa. 

Vaisala on jo yli 50 vuoden ajan pitänyt paikkansa alan johtavana kosteusmittausratkaisujen toimittajana. Innovatiiviset tuotteemme tunnetaan maailmanlaajuisesti tarkkuudestaan, luotettavuudestaan, pitkäaikaisesta vakaudestaan ja lyhyistä vasteajoistaan. Tuotteiden pitkän elinkaaren ja takuun sekä alan johtavan teknisen tuen ansiosta voit olla varma siitä, että Vaisala auttaa sinua parantamaan akkuvalmistuksen turvallisuutta, saantoa ja energiatehokkuutta vuodesta toiseen. 

 

Lisää aiheesta

Pienikokoiset DMT143- ja DMT143L-kastepistelähettimet

yhteensopivuus kannettavan Indigo80-näyttölaitteen kanssa

DMT143 akkujen valmistukseen

Tarkat kosteus- ja pitoisuusmittaukset akkujen valmistuksessa

Valitse kuivahuoneeseen, hansikaskaappitoimintoihin ja NMP-liuotinpitoisuuden valvontaan tuotteet, jotka on suunniteltu käytettäväksi vaativimmissakin ympäristöissä. 

Siirry akkujen valmistuksen sivulle

Ota yhteyttä

Haluaisitko lisätietoja jostain tietystä sovelluksesta tai tuotteesta? Ota meihin yhteyttä, niin vastaamme sinulle mahdollisimman pian.

Ota yhteyttä
E-mail Facebook Twitter LinkedIn