Automatização para a produção de baterias

No corte, uma lâmina de elétrodos larga é dividida em várias lâminas mais estreitas. Este processo de corte pode ser realizado termicamente mediante corte a laser ou mecanicamente com uma faca giratória. Para aumentar a vida útil da faca, o líquido refrigerante é projetado diretamente sobre a lâmina durante o processo de corte. Para isso, o líquido deve ser doseado em quantidades pequenas. O componente adequado para esta tarefa é a torneira de tiragem VTOE da Festo. Se a máquina ficar retida durante o processo de corte, as lâminas de elétrodos fixam-se mediante os denominados "WebCatchers". De forma a garantir um tempo de resposta rápido e alta velocidade, são utilizadas válvulas de ação rápida e cilindros.

Produtos adequados para cortar e fixar as lâminas dos elétrodos

Para a produção de uma célula tipo bolsa é executado um processo de empilhamento. No processo de empilhamento, as lâminas de elétrodos amontoam-se num ciclo de repetição de ânodo, separador, cátodo, separador, etc. Para esta fase do processo, a Festo oferece sistemas de manuseio completos compostos por cinemática de eixos, motores e reguladores de servoacionamento. Todos os componentes estão perfeitamente adaptados uns aos outros. Para uma máxima produtividade são necessárias velocidades muito altas. É a válvula de ação rápida com frequências de comutação até 500 Hz que se ocupa disto. O vácuo requerido para aspirar e mover as lâminas de elétrodo é gerado através de geradores a vácuo.

Produtos adequados para o empilhamento das lâminas de elétrodos

O enchimento da célula de bateria com eletrólito ocorre depois da pilha de células ou o rolo de gelatina ter sido colocado na caixa da bateria. O eletrólito é doseado através da válvula de aperto. É controlado através de válvulas individuais ou terminais de válvulas. A reação de eletrólito com água cria ácido fluorídrico, por isso, o ar ambiente deve estar muito seco para encher as células da bateria. Para garantir isso, o ar da célula da máquina é evacuado e expulso permanentemente. O vácuo necessário é gerado de forma centralizada através de uma bomba a vácuo. O controlo é assumido por um sistema de válvulas de aperto, terminais de válvulas e sensores de pressão.

Produtos adequados para o enchimento com eletrólito

A produção de células de bateria é um processo altamente sensível, com uma grande variedade de requisitos. Os contaminantes como o cobre, zinco ou partículas condutoras de eletricidade ou dielétricas podem reduzir a qualidade das baterias ou torná-las inutilizáveis.

Uma vez que não existe uma norma legal, a Festo avalia a construção dos produtos de acordo com critérios comuns e sobre a base dos requisitos detalhados do cliente. Para garantir a segurança da produção de células de bateria, com frequência são requeridos produtos para salas limpas e produtos com restrições de metais não ferrosos como o cobre e o zinco.

Para além disso, o ambiente de produção joga um papel importante na produção de baterias de iões de lítio. Os produtos utilizados na produção celular são frequentemente expostos a um ambiente seco com pontos de condensação tão baixos quanto até -80 °C.

Dependendo do eletrólito e do material do eletrodo, o cobre, o zinco e o níquel podem atuar como partículas que interferem negativamente na produção de baterias de iões de lítio. Assim, a Festo definiu critérios de restrição para o cobre, o zinco e o níquel no desenvolvimento de produtos: os materiais metálicos cujos principais componentes são o cobre, o zinco ou o níquel estão excluídos da utilização. Independentemente disso, algumas ligas requerem a adição destes elementos dentro da matriz metálica.

Exceções às restrições de material relativas ao cobre, zinco e níquel:

• Níquel em metais ferrosos
• Niquelagem química sem revestimento
• Compostos químicos inertes como óxidos e sulfuretos
• Placas de circuito impresso, conectores elétricos, cabos, fios e bobinas

Muitos produtos padrão da Festo já atendem às restrições definidas pela Festo em relação ao cobre, zinco e níquel. Irá encontrá-los identificados no folheto "Automação para a produção de baterias" e no resumo da nossa loja online.

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Existem versões especiais para os produtos frequentemente necessários na produção de células e que não estão de acordo com a definição da Festo de produto padrão.

Estas versões estão identificadas com "F1A" no código de identificação e também podem ser encontradas no catálogo e no guia de produtos.

Um ambiente seco com um ponto de condensação sob uma pressão de -50 °C até, às vezes, -80 °C é normal para a produção de células de iões de lítio. O ambiente seco inibe a tendência hidrófila de muitos eletrólitos e previne o risco da geração de ácido fluorídrico nocivo ao reagir com a humidade do ar do ambiente.

Os produtos padrão da Festo têm demonstrado a sua eficácia em aplicações de contextos secos como na produção de baterias. Os produtos da Festo podem ser utilizados num ambiente de ponto de condensação de -80 °C ou mesmo abaixo: nenhuma das cerca de 60 massas gordas da Festo contém água como componente da formulação do lubrificante.

Portanto, não é possível que nenhuma destas massas gordas seque mesmo que entre em contacto com ar muito seco. Além disso, nenhuma das massas gordas da Festo requer humidade nem água líquida para alcançar ou manter as suas propriedades lubrificantes.

Pode utilizar todos os cilindros, válvulas, pinças e atuadores; todos os sistemas de manuseio, vácuo e ar comprimido; sensores; filtros; reguladores e conectores de mais de 80 séries de produtos da Festo em ambientes de salas limpas da classe 7 da norma ISO. A maioria também é de classe 6 e 5, e, inclusivamente, alguns estão aptos para a classe 4. Sempre existe a possibilidade de utilizar uma solução especial adaptada.
Todos os nossos produtos para salas limpas são classificados de acordo com a normativa ISO 14664 para classes de salas limpas. É melhor verificar os requisitos corretos com os nossos peritos, uma vez que as emissões de partículas dependem da aplicação em questão. É a forma mais rápida de encontrar uma solução viável.

Aqui encontrará mais informações sobre as nossas soluções para salas limpas