Noggrann daggpunktsmätning är avgörande för att optimera katodtorkning och battericellers prestanda

Katoden är en viktig komponent i uppladdningsbara litiumbatterier. Om katodtorkningen inte sköts ordentligt kan den lätt bli en av de mest kostsamma processerna vid tillverkning av batterier. För att uppnå en säkrare och mer hållbar och kostnadseffektiv slutprodukt är det viktigt att optimera torkningsprocessen. 

Tillverkningsprocess för uppladdningsbara batterier 

Vid tillverkning av litiumjonbattericeller är huvudkomponenterna anod, katod och elektrolyt. Processen inleds med framställning av elektroden (anod och katod). I tillverkningsprocessen för elektroden ingår även ett torkningssteg, under vilket ett lösningsmedel förångas för att bilda en torr och porös elektrod. Det här steget är avgörande för batteriets prestanda. 

Därefter följer ett tillskärningssteg då elektroderna skärs till önskad form. Anoderna och katoderna placeras sedan i staplar eller rullar. Enheterna omges av en behållare som är fylld med elektrolyt. Katoderna kopplas till den positiva polen och anoderna till den negativa polen. Slutligen förseglas behållaren.

Fukt spelar en avgörande roll för batteritorkningsprocessen

Katodmaterial och alla moment i torrum är extremt känsliga för fukt. Det innebär att torkningsfasen spelar en avgörande roll, eftersom även obetydliga mängder kvarvarande fukt kan påverka slutproduktens kvalitet och effektivitet. 

Torkningen sker genom att elektrodplattan matas i en torkmaskin, där temperaturen kan uppgå till över 160 °C. Det finns flera olika torkningssteg under skiftande temperatur- och processförhållanden. Processen avslutas i extremt torra och varma miljöer med farliga kemikalier. 

Avvikelser vid tillverkning av elektrodskikten kan få allvarlig, negativ inverkan på batteriernas prestanda och leda till minskad total batterikapacitet eller försämrad kapacitet över tid. Torkningen påverkar även elektrodernas tjocklek och porositet, vilket i sin tur också påverkar batteriets kapacitet. 

Fördelarna med daggpunktsmätning 

Lämpliga mätinstrument på strategiska platser längs produktionslinjen kan bidra till att göra torkningsprocessen så effektiv som möjligt, spara energi och öka avkastningen. Dessutom får man en säkrare slutprodukt med jämnare kvalitet.
Under dessa krävande förhållanden är prober för daggpunktsmätning ett utmärkt sätt att kontrollera processen. Daggpunkten påverkas nämligen inte av temperaturen och mäter luftfuktigheten direkt. Mätningen är konsekvent och tillförlitlig, vilket är ett grundläggande krav för alla former av processkontroll. 

Därför är Vaisala DRYCAP® ett utmärkt val för batterier

Vaisala DRYCAP-prober kan användas i olika steg under torkningsprocessen. Även om stegen kan ha helt olika driftförhållanden blir resultaten från Vaisalas prober noggranna och jämförbara. 

Vaisalas teknik är baserad på två innovationer. För det första en kapacitiv sensor med tunnfilmspolymer, som absorberar eller släpper ut vattenånga när den omgivande fuktigheten ökar eller minskar. Polymerens dielektriska egenskaper förändras i takt med fuktigheten runt sensorn. Samma sak gäller sensorns kapacitans, vilket innebär att sensorn kan göra noggranna mätningar även vid låg fuktighet. Mätinstrumentet rymmer även en temperatursensor där daggpunkten beräknas utifrån en kombination av fuktighets- och temperaturavläsningar. 

Den andra innovationen bakom DRYCAP-proben är Vaisalas automatiska kalibreringsfunktion, som säkerställer noggranna mätresultat på lång sikt. Sensorn värms upp under den automatiska kalibreringsprocessen. Instrumentet övervakar sedan fuktighets- och temperaturavläsningar när sensorn svalnar av, samtidigt som offsetkorrigering kompenserar för eventuell avdrift. Det innebär att prober med DRYCAP-sensor ger exakta mätningar på lång sikt, vilket minskar behovet av regelbundet underhåll.
 

Gå till sidan för batteritillverkning