La manipulation de composés chimiques pour créer une cellule de batterie nécessite un équipement spécialisé pour transférer les agents chimiques, qui se présentent sous la forme d'un fluide ou d'une poudre. Les produits chimiques manipulés sont généralement abrasifs, corrosifs ou sensibles au cisaillement. Des considérations particulières doivent être prises lors du choix de l'équipement qui peut supporter de telles compositions.
Il est essentiel que des pièces non conductrices et en contact avec les fluides soient utilisées dans la production de cathodes. Les pièces conductrices/métalliques qui entrent en contact avec la boue de cathode constituent une menace de contamination et peuvent affecter la qualité de la cellule de la batterie lithium-ion. C'est pourquoi les fabricants de pompes péristaltiques utilisées dans le processus doivent répondre aux exigences strictes de la fabrication des batteries lithium-ion en n'utilisant pas de cuivre, de zinc ou de nickel dans les composants de leurs pompes.
Une usine mettra en œuvre des pompes spécialisées dans la fabrication de batteries au lithium-ion ou à semi-conducteurs pour effectuer la majorité des transferts de agents chimiques utilisés dans les processus suivants, qui font partie intégrante de la fabrication des cellules de batterie.
Matériau précurseur pour la cathode
Le cobalt et le nickel sont des matières premières utilisées dans la production de matériaux précurseurs pour les cathodes des batteries Li-ion, tandis que les conducteurs ioniques sulfurés tels que l'argyrodite de lithium sont utilisés dans les batteries à semi-conducteurs. Pour créer le matériau précurseur d'une cathode, les étapes de processus suivantes sont utilisées :
- Pré-traitement– dissolution et dosage du sel, où l'ammoniac est utilisé comme complexant ionique
- Réaction – l'alcali aqueux et le complexant sont ajoutés dans un récipient, où ils réagissent pour se combiner en grains de précurseur ternaire
- Post-traitement - une fois que le grain a atteint une taille donnée, la boue est filtrée, lavée et séchée, pour obtenir le précurseur ternaire
Ces processus exigent que l'intégrité du produit soit soigneusement maintenue en utilisant un équipement de pompage fiable et à faible cisaillement qui fournit un dosage, une répartition et/ou une mesure précis(e). La plupart des applications des pompes péristaltiques Albin Pump ont lieu pendant l'étape de fabrication de la cathode de la fabrication de la batterie. Une liste de ces applications peut être consultée après la section sur le film séparateur/revêtement de l'électrode.
Graphitisation des anodes
La graphitisation est le processus d'exposition des matières premières à une chaleur extrêmement élevée (2 500 à 3 300 K) pendant une période prolongée pour créer du graphite naturel ou synthétique utilisé pour fabriquer des anodes. De plus, le graphite est purifié avec des acides fluorhydrique, chlorhydrique et sulfurique.
Des pompes spécialisées sont nécessaires pendant la graphitisation des anodes pour transférer les boues acides, pour filtrer les acides et les impuretés et pour le traitement des eaux usées.
Fabrication de films séparateurs et revêtements d'électrodes
Le film séparateur est une membrane perméable placée entre l'anode et la cathode d'une batterie. Le film empêche les électrodes d'entrer en contact mais permet la libre circulation des ions entre elles. Ils agissent comme des isolants mais peuvent conduire des ions.
Le revêtement d'électrode permet d'obtenir le même résultat, sauf qu'il utilise une boue spécialement formulée. Il s'agit d'un mélange de particules conductrices solides avec des matériaux actifs, des liants polymères et un milieu solvant. L'électrode est enduite de la boue puis séchée.
Le film séparateur est créé à l'aide d'une méthode d'extrusion de plastique spécialisée qui crée de longs rouleaux de film, tandis que dans le revêtement par électrode, la boue est « coulée en bande » sur des collecteurs de courant.
