Perché una misurazione precisa del punto di rugiada è fondamentale per ottimizzare l'essiccazione del catodo e le prestazioni delle celle delle batterie

Il catodo è un elemento essenziale delle batterie ricaricabili al litio. Se non viene gestita in modo appropriato, l'essiccazione del catodo può trasformarsi in uno dei processi più costosi della produzione di batterie. Per ottenere un prodotto finale più sostenibile, più economico e più sicuro, è essenziale ottimizzare il processo di essiccazione. 

Il processo di produzione delle batterie ricaricabili 

Nella produzione delle celle delle batterie agli ioni di litio, i componenti chiave sono l'anodo, il catodo e l'elettrolita. Il processo ha inizio con la realizzazione dell'elettrodo (anodo e catodo). Per realizzare un elettrodo, è necessaria una fase di essiccazione, in cui un solvente viene evaporato per creare un elettrodo asciutto e poroso, essenziale per le prestazioni della batteria. 

Il processo continua con una fase di taglio in cui gli elettrodi vengono tagliati nella forma richiesta. Gli anodi e i catodi vengono quindi disposti in pile o rotoli. Questi assemblaggi vengono poi inseriti in un contenitore, riempiti di elettrolita e i catodi vengono collegati al terminale positivo e gli anodi a quello negativo. Infine, l'unità viene sigillata.

Perché l'umidità è importante nel processo di essiccazione della batteria

I materiali del catodo, e tutte le operazioni in camera asciutta, sono estremamente sensibili all'umidità. Ciò significa che la fase di essiccazione è fondamentale perché anche la più piccola quantità di umidità residua può compromettere la qualità e l'efficienza del prodotto finale. 

L'essiccazione avviene introducendo il foglio dell'elettrodo in un essiccatore, dove le temperature possono raggiungere come minimo 160 °C. Le fasi di essiccazione sono molteplici, con condizioni di processo e temperature diverse. Le condizioni di processo culminano in ambienti molto caldi ed estremamente secchi con presenza di sostanze chimiche pericolose. 

Eventuali incoerenze nella produzione degli strati dell'elettrodo possono avere un impatto negativo significativo sulle prestazioni, riducendo la capacità complessiva della batteria o deteriorandola nel tempo. L'essiccazione influisce anche sullo spessore e la porosità degli elettrodi, influendo anche in questo caso sulla capacità della batteria. 

Il vantaggio della misurazione del punto di rugiada 

Strumenti di misurazione adeguati installati in posizioni strategiche lungo la linea di produzione possono rendere il processo di essiccazione molto efficiente, risparmiando energia e aumentando la resa. Inoltre, il prodotto finale è più sicuro e di una qualità più costante.
In queste condizioni difficili, le sonde di misurazione del punto di rugiada rappresentano un ottimo modo per controllare il processo. Questo perché il punto di rugiada non è condizionato dalla temperatura e misura direttamente la quantità di umidità presente nell'aria. La misurazione è coerente e affidabile, un requisito fondamentale per la configurazione di qualsiasi controllo di processo. 

Cosa rende Vaisala DRYCAP® un'ottima scelta per le batterie

Le sonde DRYCAP Vaisala possono essere utilizzate in punti diversi del processo di essiccazione e, sebbene questi punti possano avere ambienti operativi notevolmente diversi, i risultati delle sonde Vaisala saranno precisi ed equivalenti. 

La tecnologia di Vaisala si basa su due innovazioni. La prima è un sensore polimerico a film sottile capacitivo che assorbe o rilascia vapore acqueo quando l'umidità circostante aumenta o diminuisce. Le proprietà dielettriche del polimero cambiano al variare dell'umidità intorno al sensore, così come la capacità del sensore, il che significa che il sensore può effettuare misurazioni accurate anche in condizioni di bassa umidità. Lo strumento di misurazione include anche un sensore di temperatura, con il punto di rugiada calcolato combinando le letture di umidità e temperatura. 

La seconda funzionalità importante di DRYCAP è la funzione di calibrazione automatica di Vaisala, che garantisce misurazioni accurate sul lungo termine. Durante la procedura di calibrazione automatica, il sensore viene riscaldato. Il dispositivo monitora quindi le letture di umidità e temperatura mentre il sensore si raffredda e la correzione di offset compensa eventuali derive. Ciò significa che il sensore DRYCAP fornirà misurazioni precise sul lungo termine, riducendo la necessità di una manutenzione regolare.
 

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