Con la diffusione dell'elettrificazione e il passaggio all'energia green, la domanda di batterie ricaricabili più potenti e sicure, come quelle agli ioni di litio, agli ioni di sodio e allo stato solido, è in rapida crescita. Le batterie vengono prodotte attraverso un processo delicato eseguito in ambienti altamente controllati a bassissima umidità. In che modo le sonde del punto di rugiada accurate e altamente reattive migliorano la sicurezza, la resa e l'efficienza energetica?

La fase midstream del processo di produzione delle batterie include la produzione di elettrodi nonché l'assemblaggio e la finalizzazione delle celle. È in queste fasi, che si svolgono nelle camere asciutte, nelle cabine di essiccazione e nelle glove box, che il controllo dell'umidità assume un'importanza particolare per prevenire reazioni indesiderate come la formazione di idrossido di litio e idrogeno da litio, di fluoruro di idrogeno (HF) da sale di litio e la generazione di sottoprodotti corrosivi da elettroliti. Un'essiccazione più efficiente ed efficace, possibile solo grazie a un controllo migliore, consente di:

• proteggere la sicurezza di persone e materiali, poiché i componenti chimici utilizzati sono sensibili all'umidità e creano un rischio di esplosione se esposti a un'umidità eccessiva
• ottimizzare la resa del processo e assicurare la qualità, poiché l'umidità eccessiva influisce negativamente sulla qualità e, di conseguenza, sulla durata delle batterie 
• ottimizzare il consumo energetico mantenendo un'essiccazione ottimale nella camera asciutta, evitando che si formi troppa umidità o troppo poca, situazioni che comportano entrambe costi elevati
   

La precisione e la reattività della misurazione del punto di rugiada sono fattori fondamentali per l'essiccazione, soprattutto nella produzione delle batterie allo stato solido 

La temperatura del punto di rugiada ambiente nelle camere asciutte viene mantenuta tra -30 ºC e -40 ºC. L'umidità bassa è controllata da un essiccatore di fascia alta che spinge l'aria secca nella camera. Trattandosi di una delle fasi a maggior consumo energetico dell'intero processo di produzione delle batterie, è fondamentale mantenere basso il livello di essiccazione per garantire l'efficienza energetica generale dell'impianto. 

I sensori del punto di rugiada devono essere altamente reattivi per controllare l'essiccatore con rapidità e precisione ed evitare un'essiccazione eccessiva o insufficiente. È importante notare che la precisione del sensore da sola non è sufficiente per evitare questi problemi. Una sonda con un tempo di risposta rapido e senza i complessi circuiti di controllo delle misurazioni interni di alcuni analizzatori fa tutta la differenza nel controllo della camera asciutta e dell'essiccatore. Poiché il volume di aria essiccato e spostato è enorme, il consumo energetico può aumentare drasticamente se il processo di essiccazione non è ottimizzato. 

Le tecnologie più recenti, come le batterie allo stato solido, richiedono condizioni più asciutte con una temperatura del punto di rugiada di -80 ºC nelle singole fasi di lavorazione. Queste fasi si svolgono in genere nelle cabine di essiccazione o nelle glove box perché non è economico essiccare l'intera camera asciutta allo stesso livello basso del punto di rugiada. I livelli di umidità nelle cabine di essiccazione e nelle glove box vengono monitorati in punti critici. 

La tecnologia DRYCAP® di Vaisala è la più utilizzata a livello globale per il monitoraggio e il controllo degli essiccatori. Questa innovazione collaudata sul campo offre una misurazione del punto di rugiada precisa, stabile e rapida con deriva minima. Vaisala ha assunto questa posizione di leader non solo grazie all'innovazione, ma anche grazie al suo impegno per la qualità e l'affidabilità dei prodotti, lead time e tempi di consegna brevi e un'assistenza di livello mondiale. 

Soluzioni versatili ed economiche per l'intero processo

I sensori di monitoraggio dell'umidità destinati al processo di essiccazione nella produzione midstream delle batterie non devono necessariamente essere dispositivi di laboratorio costosi e di altissima precisione. Ad esempio, il trasmettitore del punto di rugiada DMT143 di dimensioni ridotte è un dispositivo semplice ed economico che assicura misurazioni del punto di rugiada precise, stabili e a risposta rapida negli essiccatori d'aria e nelle glove box. 

Vaisala aggiunge valore con sistemi e pacchetti olistici, come l'ecosistema Indigo Vaisala. Alla base dell'offerta Indigo ci sono i trasmettitori e le sonde compatibili con la tecnologia DRYCAP®. I prodotti della famiglia Indigo sono versatili e facili da installare, utilizzare e sottoporre a manutenzione. I trasmettitori supportano svariati bus di campo, dispongono di display integrati e di altre funzionalità avanzate e possono essere combinati a sonde come la DMPx. In questo modo, è possibile effettuare misurazioni precise e affidabili nei processi più impegnativi con sostanze chimiche aggressive, temperature elevate e umidità estremamente bassa. Ecco perché l'ecosistema Indigo è la soluzione migliore per il monitoraggio e il controllo dell'umidità nella produzione midstream delle batterie. 

Vaisala è leader nel settore della misurazione dell'umidità da oltre 50 anni, con prodotti innovativi noti a livello globale per la precisione, l'affidabilità, la stabilità a lungo termine e la rapidità di risposta. Grazie ai cicli di vita lunghi dei prodotti, alle garanzie estese e al supporto tecnico leader del settore, hai la certezza della sicurezza, della resa e dell'efficienza energetica nella produzione midstream delle batterie per molti anni a venire.