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Energy_Lithium Ion Battery

Lithium-Ionen-Akkus

Das Vakuum spielt bei der Produktion von Lithium-Ionen-Akkus eine wesentliche Rolle.

Intelligente Vakuumlösungen für jeden Schritt bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Akkus

Leybold bietet die perfekten Produkte für alle Vakuumanforderungen bei der Produktion von Lithium-Ionen-Akkus. Aufgrund der zunehmenden Bedeutung und Entstehung neuer Lösungen für Energiespeicher und Mobilität gewinnen Lithium-Ionen-Akkus immer mehr an Relevanz. Dank der steigenden Nachfrage sind die Forschungsergebnisse für Lithium-Ionen-Akkus sehr ergiebig, was zu erheblichen technologischen Verbesserungen in puncto Kapazität, Leistung und Lebensdauer der Akkus geführt hat.

Lithium-Ionen-Akkus sind ein wichtiger Schritt auf unserem Weg zum umweltfreundlichen Energieverbrauch. Sie werden als Energiespeicher für erneuerbare Energien eingesetzt, z. B. bei Windturbinen oder Solarmodulen. Für nachhaltige Mobilität werden Lithium-Ionen-Akkus in Autos, Lastwagen, Bussen oder Roller für den privaten oder öffentlichen Elektroverkehr eingebaut.

Angefangen bei der Herstellung des Anoden- und Kathodenmaterials, das Wirkstoff, Lösungsmittel, Bindemittel und Additive sowie Kupfer- und Aluminiumfolien erfordert, setzt sich der Produktionsprozess eines Lithium-Ionen-Akkus aus mehreren Schritten zusammen. Jeder Schritt stellt spezifische Anforderungen und hat Besonderheiten, die die Qualität des Endprodukts beeinflussen.

Das Vakuum spielt eine wesentliche Rolle bei der Produktion von Lithium-Ionen-Akkus. Betrachtet man die einzelnen Produktionsschritte eines Lithium-Ionen-Akkus, so wird ein Vakuum für folgende Zwecke benötigt:

  • Durchführung des Prozesses
  •  Reinheit im Prozess
  • Prozesseffizienz
  • Herstellung eines hochwertigen Produkts

Ohne Vakuum wären einige Prozessschritte gar nicht möglich. In anderen Schritten wird ein Vakuum benötigt, um die Reinheit, Qualität und/oder Sicherheit der Lithium-Ionen-Akkus zu verbessern. Im letzten Produktionsschritt kann die Akkuqualität mithilfe einer Vakuumleckprüfung nachgewiesen werden, um eine hohe Produktlebensdauer zu gewährleisten.

Wir bieten die perfekten Produkte für jeden vakuumabhängigen Prozessschritt. Mit unserer detaillierten Anwendungs- und Produktexpertise unterstützen wir Sie bei der Auswahl des richtigen Vakuumprodukts oder -systems für Ihre spezifischen Prozessanforderungen.

Unsere Erfahrung mit Vakuum – Ihr Vorteil
Wir haben die perfekte Vakuumlösung für die gesamte Batterieproduktion. Je nach den spezifischen und individuellen Prozessanforderungen können verschiedene Pumpentypen und -konfigurationen ausgewählt werden.

Ölabgedichtete Vakuumpumpen
Für die Schritte in der Produktion von Batteriezellen, die kein vollständig ölfreies System erfordern, bieten wir robuste und zuverlässige ölabgedichtete Pumpen mit einem sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnis. Dank der außergewöhnlichen Robustheit holen Sie das Beste aus Ihrer Vakuumpumpe heraus und sparen Sie Kosten mit unseren Favoritenmodellen.

Trockenverdichtende Vakuumpumpen
Bei der Produktion von Batteriezellen ist Reinheit unerlässlich. Trockenverdichtende Vakuumpumpen sind ölfrei und vermeiden das potenzielle Risiko eines Öleintrags in die Prozesskammer, sodass die maximale Prozessqualität des Vakuumsystems sichergestellt ist. Sparen Sie Zeit und Kosten durch minimierte Wartung und optimierte Lebensdauer, und sorgen Sie für hochwertige Batteriezellen.

Battery Application

Vakuumlösungen in der Zellenproduktion

In den verschiedenen Schritten der Batterieproduktion ist ein Vakuum für eine hohe Batteriequalität unerlässlich. Je nach Vakuumanforderungen und Prozessherausforderungen sind verschiedene Vakuumpumpen geeignet. 

 

Mischen

Um Gaseintrag zu vermeiden sowie Homogenität, Viskosität und Reinheit der Suspension erreichen, findet der Mischvorgang idealerweise unter Vakuumbedingungen statt. Der Mischer ist daher mit einer Vakuumpumpe ausgestattet. Die Vakuumentgasung führt zu einer hochwertigen Suspension mit optimaler Homogenität und Reinheit.

Stapeln

Die korrekte Positionierung der Elektrodenplatten wird durch Vakuumgreifer sichergestellt. In diesem Schritt werden Anode, Abscheider und Kathode in einem wiederholten Zyklus in die Elektrodenplatten gestapelt. Die genaue Positionierung der Platten hat großen Einfluss auf die spätere Produktqualität. Um ein exaktes Stapeln zu erzielen, werden Vakuumgreifer verwendet, die meist mit einem zentralen Vakuumsystem in der Anlage verbunden sind, was zu mehr Prozessstabilität und Effizienz führt.

Vakuumtrocknung

Nachdem die Elektroden aufgespult und in kleinere Elektrodenbänder geschnitten wurden, müssen diese Spulen getrocknet werden. Bei einer hochwertigen Batterie ist es wichtig, alle Feuchtigkeit und Lösungsmittelrückstände zu entfernen. Beim Trocknungsprozess werden Wärme und Vakuum eingesetzt, um alle Rückstände zu entfernen, die die Kapazität der Batterie beeinträchtigen. Vakuum spielt eine wesentliche Rolle beim Trocknungsprozess, da es bei den Elektroden eine viel geringere Restfeuchte hinterlässt.

Dieser Schritt erfordert ein robustes und zuverlässiges Vakuumsystem. Die Vakuumpumpen müssen Feuchtigkeit und Spuren von Lösungsmittel widerstehen. Weil zusätzlich eine hohe Prozessreinheit gefordert ist, sind trockenverdichtende Pumpen ideal. Sie verhindern den Rückfluss der Ölpartikel in die Spulen. Die Vakuumtrocknung kann entweder in einem Chargentrockner oder in einem Durchlauftrockner erfolgen.

Verpackung (Beutel)

Bevor der Zellenstapel in das Beutelgehäuse eingesetzt werden kann, muss die Beutelfolie geformt werden. Dies erfolgt in der Regel durch Tiefziehen der Beutelfolie im Vakuum. Das Vakuumtiefziehen ist eine effiziente Lösung und führt zu stabilen Ergebnissen.

Elektrolytbefüllung

Die Elektrolytbefüllung der Batteriezellen (Beutel und harte Zellen) erfolgt im Vakuum, um eine gleichmäßige Verteilung des Elektrolyten in der Zelle zu gewährleisten. Anschließend wird die Beutelfolie im Vakuum versiegelt. Der Arbeitsdruck bei der Befüllung beträgt typischerweise <=0,01 mbar. Die Vakuumpumpe muss Elektrolytspuren standhalten, da diese in die Pumpe gesaugt werden können. Prozessreinheit ist unerlässlich, weshalb ölfreie trockenverdichtende Pumpen die Lösung sind. Für den Umgang mit explosionsfähigen Gasgemischen können wir ATEX-kompatible Pumpen liefern, die ausreichend Prozesssicherheit gewährleistet.

Entgasung

Beim Formen füllt sich der Gasbeutel der Beutelzelle mit Gas. Im letzten Schritt muss dieser Gasbeutel entgast und entfernt werden. Zum Entfernen des Gasbeutels wird eine saubere und trockene Umgebung benötigt, damit keine Verunreinigungen in die Beutelzelle zurückströmen können. Entgasung und Versiegelung erfolgen im Vakuum. Da eine feuchtigkeits- und ölfreie Atmosphäre geschaffen werden muss, ist eine trockenverdichtende Pumpe zu verwenden.

EOL-Tests

Aus Qualitäts- und Sicherheitsgründen ist die absolute Dichtheit der Endbatterie unerlässlich. Deshalb wird im letzten Schritt eine Dichtigkeitsprüfung durchgeführt, denn nur eine dichte Batterie erreicht eine lange Lebensdauer und hohe Produktqualität. Dafür bieten wir verschiedene Helium-Lecksucher an, die eine zuverlässige und zerstörungsfreie Leckprüfung zur Erkennung selbst kleinster Leckagen ermöglichen.

Lithium Ion Battery

PDF    5.8 MB

Battery Production Flyer

PDF    581.2 kB

Vacuum Equipment for Lithium Ion Battery Production Flyer

PDF    372.6 kB

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