Lithium-ionbatterijen zijn het hart van e-mobility. De belangrijkste processen tijdens de productie ervan worden onder vacuüm uitgevoerd. BUSCH heeft de juiste vacuümpompen voor verschillende vereisten.
Lithium (Li) is het lichtste van de vaste elementen en zijn elektrisch geladen ionen verplaatsen zich uiterst gemakkelijk. Li-ionbatterijen – de oplaadbare batterijen in auto’s – kunnen meer lading per massa-eenheid opslaan dan andere type batterijen. Daardoor zijn ze niet alleen de ideale energiebron voor smartphones en tablets, maar ook voor elektrische auto’s. Het zijn momenteel de enige batterijen die een redelijke actieradius mogelijk maken.
Pasta vrij van luchtbellen
De binnenzijde van de batterijen bestaat uit elektrodenfolies die gecoat zijn met een lithiumpasta (slurry). De grondstoffen voor de slurry worden gemengd in een mixer. Het resultaat moet een homogene massa zijn zonder luchtbellen. Om eventuele luchtbellen te verwijderen, wordt in de mixer vacuüm gebruikt.
Nadat de slurry is aangebracht, moeten de gecoate elektroden drogen. Vocht in de batterijcellen zou leiden tot prestatieverlies en vroegtijdige veroudering. Drogen onder vacuüm zorgt ervoor dat het resterende vocht zeer efficiënt tot een minimum wordt beperkt.
Vullen en vormen van elektrolyten
De ionen verplaatsen zich tussen de elektroden door middel van een geleidend materiaal: de elektrolyten. Vloeibare elektrolyten worden aangebracht met een injectielans. Tijdens dit proces wordt een bepaald drukprofiel gebruikt om te wisselen tussen evacuatie en spoeling met een inert beschermend gas om de massa gelijkmatig in de cel te verdelen. Ook de bevochtiging van de elektroden ter verbetering van de stroomgeleiding wordt met deze methode verbeterd.
Tijdens het vormingsproces worden de batterijcellen voor de eerste keer elektrisch geladen. Hierbij komen gassen vrij die zowel giftig als explosief kunnen zijn. Daarom worden ze met behulp van vacuümpompen weggezogen.
Uiteindelijk worden de afgewerkte batterijcellen tijdens het kwaliteitscontroleproces op eventuele lekkage gecontroleerd. Als er een lek is, ontsnapt de elektrolytoplossing die onder vacuüm verdampt en kan deze gemakkelijk worden opgespoord. BUSCHherkent voor iedere individuele toepassing de ideale vacuümoplossing.
Vacuum is essentieel voor e-mobility
Vele toepassingen in de productie van batterijen
Dunner dan een haar
De elektroden van een li-ionbatterij bestaan uit extreem dunne folies. In batterijen wordt lithium gebruikt als anode, oplaadbare batterijen gebruiken lithiummetaaloxide als kathode. De oxide wordt met een bindmiddel en andere extra materialen gemengd tot een homogene pasta (slurry). Dit wordt gelijkmatig aangebracht op aluminiumfolie in de coatingmachine. Dit proces is gelijkaardig aan het afdrukken met een inkjetprinter. Aluminium is het substraat en dient als geleider die de laadstroom absorbeert en vervolgens de opgeslagen elektriciteit weer vrijgeeft. Na het coatingproces wordt de folie door een walssysteem getransporteerd en tegelijkertijd platgedrukt tot de afzonderlijke vellen dunner zijn dan een haar. Hoe dikker de coating en hoe dunner de folie van de elektrode, hoe meer capaciteit de batterij heeft.
De elektroden van een li-ionbatterij bestaan uit extreem dunne folies. In batterijen wordt lithium gebruikt als anode, oplaadbare batterijen gebruiken lithiummetaaloxide als kathode. De oxide wordt met een bindmiddel en andere extra materialen gemengd tot een homogene pasta (slurry). Dit wordt gelijkmatig aangebracht op aluminiumfolie in de coatingmachine. Dit proces is gelijkaardig aan het afdrukken met een inkjetprinter. Aluminium is het substraat en dient als geleider die de laadstroom absorbeert en vervolgens de opgeslagen elektriciteit weer vrijgeeft. Na het coatingproces wordt de folie door een walssysteem getransporteerd en tegelijkertijd platgedrukt tot de afzonderlijke vellen dunner zijn dan een haar. Hoe dikker de coating en hoe dunner de folie van de elektrode, hoe meer capaciteit de batterij heeft.