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Cómo los fabricantes de baterías de iones de litio pueden conquistar la película, el revestimiento y el calandrado del separador

By 10.13.2021

Research and Markets proyecta que el mercado mundial de baterías de iones de litio (Li-ion) alcanzará los 91,800 millones de dólares para 2025 gracias a su uso en una amplia gama de aplicaciones de almacenamiento de energía. Los informes continúan diciendo que uno de los principales impulsores del crecimiento son los vehículos eléctricos (EV por sus siglas en inglés).

La Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable de los Estados Unidos explica en su sitio web cómo funciona una batería de iones de litio:

Una batería está compuesta por un ánodo, un cátodo, un separador, un electrolito y dos colectores de corriente (positivo y negativo). El ánodo y el cátodo almacenan el litio. El electrolito transporta iones de litio cargados positivamente desde el ánodo al cátodo y viceversa a través del separador. El movimiento de los iones de litio crea electrones libres en el ánodo que crea una carga en el colector de corriente positiva. La corriente eléctrica luego fluye desde el colector de corriente a través de un dispositivo que se alimenta (teléfono celular, computadora, etc.) al colector de corriente negativa. El separador bloquea el flujo de electrones dentro de la batería.

Es fundamental para el avance de la batería la aparición de una película separadora de mayor calidad, el recubrimiento de la película separadora para una mayor eficiencia y el recubrimiento uniforme de los materiales del ánodo y cátodo. El grosor y el peso del revestimiento deben ser uniformes para garantizar una batería más duradera y segura. (Anteriormente escribimos sobre este tema enLa importancia de la medición de películas y revestimientos de baterías de iones de litio).

Existensistemas de medición y control que se han diseñado específicamente para abordar la necesidad de una medición precisa del peso del revestimiento del electrodo, la medición del espesor de multi capas de las películas del separador y la medición del espesor del calandrado del electrodo. Esta tecnología de medición web puede ayudar a los productores de baterías a abordar estos tres importantes procesos involucrados en la fabricación debaterías de iones de litio, que ayudarán a mejorar su seguridad, consistencia y eficiencia, en última instancia, a entregar productos confiables y de alta calidad.

  • Líneas de película separadora. La película separadora es uno de los componentes clave de una batería de iones de litio, sus propiedades especiales de apagado térmico, puede ayudar a detener las fugas térmicas y evitar cortocircuitos, al tiempo que facilita el flujo de iones cargados. Las películas separadoras se pueden recubrir con materiales como cerámica para mejorar la eficiencia y la seguridad.
  • Líneas de recubrimiento de ánodo y cátodo. El recubrimiento continuo de bandas, parches o patrones en un sustrato de aluminio (cátodo) o cobre (ánodo) es una operación desafiante. El recubrimiento uniforme es primordial para evitar una construcción deficiente de la batería y garantizar la producción de productos seguros y confiables. La medición y el control precisos en ambos lados del sustrato garantizan el ahorro de materia prima, mejorando el rendimiento y la calidad.

  • Calandrado de líneas. El paso final del proceso ve el material del electrodo recubierto calandrado para un grosor y tamaño de partícula homogéneos. El prensado mejora el contacto eléctrico, la adhesividad y asegura las características deseadas. La medición del espesor del revestimiento y el control de la calandria son fundamentales para evitar un prensado excesivo, garantiza la precisión dimensional final.

Estas tecnologías de medición y control en línea para aplicaciones de baterías de iones de litio incluyen rayos X, beta y láser que pueden proporcionar soluciones orientadas a resultados para reducir costos, mejorar la calidad y mejorar la rentabilidad al ayudar a los fabricantes de baterías a cumplir con las estrictas especificaciones del cliente para el rendimiento de los materiales mientras minimizan residuos de materias primas.

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