O manuseio de compostos químicos para criar uma célula de bateria requer equipamentos especializados para transferir o meio químico, que vem na forma de um fluido ou pó. Os produtos químicos manuseados são geralmente abrasivos, corrosivos ou sensíveis ao cisalhamento. Considerações especiais devem ser tomadas ao escolher o equipamento que possa suportar tais composições.
É fundamental que peças molhadas não condutoras sejam usadas na produção de cátodos. As peças condutoras/metálicas que entram em contato com o lodo do cátodo representam uma ameaça de contaminação e podem afetar a qualidade da célula da bateria de íons de lítio. Por esse motivo, os fabricantes de bombas peristálticas utilizadas no processo devem atender aos rigorosos requisitos de fabricação de baterias de íon de lítio, não utilizando cobre, zinco ou níquel nos componentes de suas bombas.
A fábrica implementará bombas especializadas de fabricação de baterias de íon de lítio ou de estado sólido para realizar a maioria da transferência de meios químicos usados nos seguintes processos integrados à fabricação de células de bateria.
Material precursor para cátodo
Cobalto e níquel são matérias-primas usadas na produção de materiais precursores para cátodos em baterias de íons de lítio, enquanto condutores iônicos de sulfeto, como argirodite de lítio, são usados em SSBs. Para criar o material precursor para um cátodo, as seguintes etapas do processo são usadas:
- Pré-processamento – dissolução e divisão em porções do sal, com os uso da amônia como um complexante iônico
- Reação – álcali aquoso e complexante são adicionados a um recipiente, que reagem para se combinar em grãos precursores ternários
- Pós-processamento após o grão atingir um tamanho definido, a pasta é filtrada, lavada e seca, para atingir o precursor ternário
Esses processos exigem que a integridade do produto seja cuidadosamente mantida utilizando equipamentos de bombeamento confiáveis e de baixo cisalhamento que forneçam dosagem, divisão em porções e/ou medição precisas. A maioria das aplicações das bombas peristálticas Albin Pump ocorre durante o estágio de fabricação do cátodo na fabricação da bateria. Uma lista com essas aplicações pode ser vista após a seção do filme separador/revestimento do eletrodo.
Grafitização de ânodo
A grafitização é o processo de exposição de matérias-primas a calor extremamente alto (2.226 °C a 3.026 °C) por um período prolongado de tempo para criar grafite natural ou sintético usado na fabricação de anodos. Além disso, o grafite é purificado com ácidos fluorídrico, clorídrico e sulfúrico.
Bombas especializadas são necessárias durante a grafitização do ânodo para transferir pasta ácida, filtrar ácidos e impurezas e para tratamento de águas residuais.
Fabricação de filme separador e revestimento de eletrodo
O filme separador é uma membrana permeável que é colocada entre o ânodo e o cátodo da bateria. O filme evita que os eletrodos entrem em contato, mas permite o livre movimento de íons entre eles. Eles atuam como isolantes, mas podem conduzir íons.
O revestimento do eletrodo atinge o mesmo resultado, exceto pelo uso de uma pasta especialmente formulada. Esta é uma mistura de partículas condutoras sólidas juntamente com materiais ativos, aglutinantes poliméricos e um meio solvente. O eletrodo é revestido com a pasta e depois seco.
O filme separador é criado usando um método de extrusão de plástico especializado que cria longos rolos do filme, enquanto no revestimento do eletrodo, a pasta é "colada com fita" nos coletores de corrente.
