Pourquoi une mesure précise du point de rosée est essentielle pour optimiser le séchage de la cathode et les performances des cellules de batterie

La cathode est un élément essentiel des batteries rechargeables au lithium. Si le séchage de la cathode n'est pas géré correctement, il peut s'avérer être l'un des processus les plus coûteux de la fabrication de batteries. Si vous souhaitez obtenir un produit final plus durable, rentable et sûr, il est essentiel d'optimiser le processus de séchage. 

Processus de fabrication des batteries rechargeables 

Dans la production de cellules de batterie lithium-ion, les composants clés sont l'anode, la cathode et l'électrolyte. Le processus commence par la fabrication de l'électrode (anode et cathode). La fabrication de l'électrode comprend une étape de séchage, au cours de laquelle un solvant est évaporé pour créer une électrode sèche et poreuse, essentielle aux performances de la batterie. 

Le processus se poursuit par une étape de découpe au cours de laquelle les électrodes sont coupées à la forme requise. Les anodes et les cathodes sont ensuite disposées en piles ou en rouleaux. Ces assemblages sont enfermés dans un conteneur rempli d'électrolyte et les cathodes sont reliées à la borne positive et les anodes à la borne négative. Enfin, l'unité est scellée.

Pourquoi l'humidité est importante dans le processus de séchage des batteries

Les matériaux des cathodes et toutes les opérations en chambre sèche sont extrêmement sensibles à l'humidité. Cela signifie que la phase de séchage est cruciale car même une petite quantité d'humidité résiduelle peut avoir un impact sur la qualité et l'efficacité du produit final. 

Le séchage est effectué en introduisant la feuille d'électrode dans une machine de séchage, où les températures peuvent atteindre 160 °C ou plus. Il existe plusieurs étapes de séchage avec des températures et des conditions de processus variables. Les conditions de traitement se terminent dans des environnements ultra-secs et très chauds avec des produits chimiques dangereux. 

Les incohérences dans la fabrication des couches d'électrodes peuvent avoir un impact négatif significatif sur les performances, entraînant une réduction de la capacité globale de la batterie ou une dégradation de la capacité au fil du temps. Le séchage influence également l'épaisseur et la porosité des électrodes, ce qui affecte également la capacité de la batterie. 

Avantage de la mesure du point de rosée 

Des instruments de mesure appropriés installés à des endroits stratégiques le long de la ligne de production peuvent rendre le processus de séchage aussi efficace que possible, économisant ainsi de l'énergie et améliorant le rendement. De plus, le produit final est plus sûr et d'une qualité plus constante.
Dans ces conditions exigeantes, les sondes de mesure du point de rosée constituent un excellent moyen de contrôler le processus. En effet, le point de rosée n'est pas affecté par la température et mesure directement la quantité d'humidité dans l'air. La mesure est cohérente et fiable, ce qui constitue une exigence de base pour toute configuration de contrôle de processus. 

Pourquoi Vaisala DRYCAP® est-il un excellent choix pour les batteries

Les sondes Vaisala DRYCAP peuvent être utilisées à différents points du processus de séchage et, bien que ces points puissent avoir des environnements de fonctionnement radicalement différents, les résultats des sondes de Vaisala seront précis et comparables. 

La technologie de Vaisala repose sur deux innovations. La première est un capteur polymère capacitif à couche mince, qui absorbe ou libère la vapeur d'eau selon que l'humidité environnante augmente ou diminue. Les propriétés diélectriques du polymère changent à mesure que l'humidité autour du capteur change, tout comme la capacité du capteur, ce qui signifie que le capteur peut prendre des mesures précises même en cas de faible humidité. L'appareil de mesure comprend également un capteur de température, avec point de rosée calculé à partir d'une combinaison de mesures d'humidité et de température. 

La deuxième caractéristique importante de DRYCAP est la fonction d'auto-étalonnage de Vaisala, qui garantit une mesure précise à long terme. Pendant la procédure automatisée d'auto-étalonnage, le capteur est chauffé. L'appareil surveille ensuite les valeurs d'humidité et de température au fur et à mesure que le capteur refroidit, tandis que la correction du décalage compense toute dérive éventuelle. Cela signifie que le capteur DRYCAP fournit des mesures précises à long terme, ce qui réduit le besoin de maintenance régulière.
 

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