Batteries au lithium-ion

Le vide joue un rôle essentiel dans la production de cellules de batterie au lithium-ion.

Expertise en matière de vide pour chaque étape de la production de batteries au lithium-ion

Leybold propose les produits idéaux pour chaque étape du processus de production de cellules au lithium-ion où un vide intervient. Avec l'importance croissante et l'émergence de nouvelles solutions de stockage de l'énergie et de mobilité, les batteries au lithium-ion ont gagné en pertinence. La demande croissante a contribué à approfondir les recherches sur les batteries au lithium-ion, ce qui a permis d'améliorer considérablement leur capacité, leur puissance et leur durée de vie.

Les batteries au lithium-ion sont une étape importante de notre transition vers une énergie verte. En effet, elles sont utilisées comme solutions de stockage d'énergie pour les énergies renouvelables produites par exemple par des éoliennes ou des panneaux solaires. Les batteries au lithium-ion sont notamment installées dans les voitures, les camions, les bus ou les trottinettes (publiques ou privées) et nous accompagnent dans notre cheminement vers une mobilité durable.

Le procédé de production d'une cellule de batterie au lithium-ion comporte plusieurs étapes, en commençant par la fabrication de l'anode et de la cathode, qui nécessite des matériaux actifs, des solvants, des liants et des additifs, mais aussi des feuilles d'aluminium et de cuivre. Chaque étape a ses exigences et particularités spécifiques, qui déterminent la qualité du produit final.

Le vide joue un rôle essentiel dans la production de cellules de batterie au lithium-ion. Voici le rôle du vide dans les différentes étapes de production d'une batterie au lithium-ion :

Permettre le déroulement du processus
Assurer la pureté du processus
Garantir l'efficacité du processus
Fabriquer un produit de haute qualité

Sans vide, certaines étapes du processus ne seraient même pas possibles. Dans d'autres étapes, le vide est nécessaire pour améliorer la pureté, la qualité et/ou la sécurité des batteries au lithium-ion. Enfin, un test de fuite sous vide permet prouver la qualité de la batterie lors de la dernière étape de production afin de garantir une durée de vie élevée.

Nous proposons les produits parfaits pour chaque étape du processus impliquant un vide. Grâce à notre expertise détaillée en matière d'applications et de produits, nous vous aidons à choisir le produit ou système de vide adapté à vos besoins spécifiques.

Notre expertise en matière de vide, votre bénéfice
Nous proposons la solution de vide idéale pour l'ensemble du processus de production de batteries. Selon les exigences spécifiques et individuelles du processus, différents types et configurations de pompe peuvent être choisis.

Pompes à vide lubrifiées
Pour les étapes de production de cellules de batterie ne nécessitant pas un système entièrement sans huile, nous proposons des pompes lubrifiées extrêmement robustes et fiables offrant un excellent un rapport coût-performances. Tirez le meilleur parti de votre pompe à vide grâce à une robustesse exceptionnelle et faites des économies grâce à nos modèles favoris.

Pompes sèches
La pureté est un critère essentiel de la production de cellules de batterie. Les pompes sèches ne rejettent aucune particule d'huile et éliminent donc le risque de migration de l'huile dans la chambre de procédé, garantissant ainsi un système de vide optimal. Economisez du temps et de l'argent grâce à un entretien réduit et une durée de vie optimisée et ayez l'assurance d'une production de cellules de batterie de qualité.

Solutions de vide pour la production de batteries

Dans les différentes étapes du processus de production des batteries, le vide est essentiel à la production de batteries de qualité. Il existe différentes pompes en mesure de répondre aux différentes exigences et aux divers défis du processus.

Mélange

Avec l'aide d'un outil rotatif, de nombreuses matières premières différentes sont mélangées en une sorte de boue. Dans l'idéal, ce procédé se déroule sous vide pour dégazer la boue et obtenir l'homogénéité, la viscosité et la pureté adéquates. Les pompes à vide TRIVAC, SOGEVAC, VARODRY et CLAWVAC de Leybold sont les plus adaptées, même pour les grandes capacités.

Empilage

Pendant le processus d'empilage, les feuilles sont empilées selon un cycle répété d'anode – séparateur – cathode. Le positionnement exact des feuilles, qui a un impact important sur la qualité du produit final, peut être assuré par des pinces à vide. VACUBE, la solution de vide centralisé de Leybold, est une des solutions préférées de l'industrie en raison de sa stabilité et de son efficacité.

Séchage sous vide

Une fois les électrodes enroulées et découpées en bandes plus petites, ces bobines doivent être séchées. Pour une batterie de haute qualité, il est essentiel d'éliminer la majeure partie de l'humidité et des résidus de solvant. Le séchage sous vide constitue la solution de pointe éprouvée en production, avec des temps de séchage compris entre 12 et 30 heures par lot.

Robustes et fiables, les systèmes de vide de Leybold résistent à l'humidité et aux traces de solvants. En outre, la pureté dans le procédé est un impératif, et les pompes de compression sèches telles que VARODRY, LEYVAC, DRYVAC et RUVAC empêchent le reflux de particules d'huile vers les bobines dans un sécheur par lots ou un sécheur en ligne.

Des solutions de vide spécialisées ont été développées, telles que DV4000, DRYVAC DV650-LIB et VARODRY-LIB de Leybold, pour un pompage efficace et fiable du NMP.

Conditionnement (poche)

Avant de pouvoir insérer la pile de cellules dans la poche, la feuille de la poche doit être formée. Le processus généralement utilisé est le formage profond sous vide. Les pompes VARODRY, SOGEVAC et CLAWVAC de Leybold permettent d'obtenir des résultats stables de manière efficace.

Remplissage d'électrolyte

Le remplissage d'électrolyte pour les trois types de cellules de batterie couramment utilisés (à poche, cylindrique et prismatique) est effectué sous vide pour garantir une dispersion uniforme de l'électrolyte dans la cellule avec un mouillage parfait de tous les composants. L'évacuation et le remplissage partiel sont répétés plusieurs fois avec une pression généralement plus basse d'environ 0,01 mbar.

La pompe à vide doit résister à des traces d'électrolyte (par ex. LiPF6) qui peuvent être introduites dans la pompe. L'électrolyte étant classé comme une substance dangereuse et susceptible de générer des acides en cas de réaction avec de l'eau, l'utilisation de pompes sèches sans huile Leybold telles que DRYVAC est parfaitement adaptée. Des conceptions de pompe spéciales et des systèmes de pompe personnalisés ont été développés pour cette application exigeante.

Dégazage

Lors de la première étape de charge, le gaz dans les cellules de batterie au lithium-ion évolue fortement. Pour l'élimination du gaz, étape appelée dégazage, la cellule est percée dans une chambre à vide et le gaz qui s'échappe est pompé. Pour maintenir une atmosphère sans humidité et sans huile, des pompes sèches Leybold telles que DRYVAC sont utilisées.

Test de fuites

Pour des raisons de qualité, de sécurité et de durabilité du produit final, il est essentiel que la cellule de la batterie soit parfaitement étanche. C'est pourquoi un test de fuites à l'hélium est effectué lors de la dernière étape. A cet effet, Leybold propose différentes versions de détecteurs de fuites à l'hélium tels que PHOENIX et modules PHOENIX, ou des pompes simples telles que SCROLLVAC, VARODRY et TRIVAC pour les systèmes de détection de fuites personnalisés

Mélange

Empilage

Séchage sous vide

Des solutions de vide spécialisées ont été développées, telles que DV4000, DRYVAC DV650-LIB et VARODRY-LIB de Leybold, pour un pompage efficace et fiable du NMP.