Solutions de dosage de fluides pour une production de précision des batteries de véhicules électriques

Alors que les fabricants de véhicules électriques et de batteries continuent à chercher des moyens d'augmenter l'efficacité et la vitesse de leurs processus de production, beaucoup se tournent vers Nordson EFD pour des solutions de dépose de fluides de précision. Les valves de jetting, les valves de dépose et les systèmes de dépose automatisés de Nordson EFD aident les fabricants à produire des batteries de haute performance et sans défaut à des vitesses de production plus rapides en appliquant des quantités précises de fluide dans des tolérances étroites de taille et de position des déposes.

La maîtrise du dosage automatisé des fluides pour la fabrication des cellules de batterie et l'assemblage des batteries de véhicules électriques est un moyen éprouvé d'obtenir une efficacité de fabrication et de construire des blocs de batterie de haute qualité. Mais il peut être difficile de comprendre que le dosage de fluides offre des avantages en termes de fabrication et de déterminer où concentrer son attention en matière de fabrication de batteries pour véhicules électriques. Les fabricants avisés influencent leur processus de production de batteries pour véhicules électriques en se concentrant sur ces cinq domaines de fabrication :

1. Pour la fabrication des cellules, il s'agit d'aligner avec précision les composants clés afin d'améliorer les performances globales et la durée de vie de la batterie.
2. Pour la fabrication des cellules, l’assurance d’un remplissage précis de l'électrolyte pour la performance et la stabilité globales de la cellule est nécessaire.
3. Pour l'assemblage des modules et des blocs, l’utilisation d’une méthode de dépose contrôlée et automatisée du matériau d'interface thermique (TIM) afin d'éviter l'emballement thermique est essentiel pour la sécurité globale du bloc-batterie.
4. Pour l'assemblage des modules et des packs, une réduction de la durée du cycle et une augmentation de la répétabilité et la précision de l'opération de collage des éléments de batterie sur le plateau de batterie permet d'augmenter le rendement de la production et de gagner un temps précieux.
5. Dans tous les domaines de la fabrication, il faut être à l'épreuve du temps en restant flexible dans les méthodes de production et en s'adaptant aux nouvelles chimies et technologies des batteries.

Pour que la technologie des batteries fonctionne comme prévu, un alignement précis entre la cathode, l'anode et le séparateur doit être maintenu. L'expertise en dépose de fluide de Nordson EFD est essentielle pour recommander la bonne solution pour l'application exacte et répétable de colle afin de faciliter la précision de l'alignement des couches de la batterie à l'intérieur de la cellule. En se concentrant sur l'étape de dépose précise de la colle, les fabricants peuvent atteindre efficacement les objectifs de sécurité (en évitant les courts-circuits de la batterie), tout en conférant une qualité de construction à la batterie et en économisant sur les rebuts.

Pour cette tâche, le système de jetting PICO Pµlse XP offre de nombreux avantages dans la fabrication de batteries, car il permet aux fabricants de doser des fluides de manière précise, répétée et exacte. Offrant un réglage de la course au niveau du micron (µm) (un cheveu humain mesure environ 70 microns), la solution peut déposer des fluides de manière répétée sur de longues périodes, quels que soient les facteurs environnementaux. En outre, le système peut déposer des micro-déposes aussi petites que 0,5 nL à des vitesses allant jusqu'à 1 000 Hz (déposes par seconde) en continu.

Le remplissage précis de l'électrolyte est important pour les fabricants de batteries, car l'utilisation d'une quantité juste suffisante d'électrolyte pour mouiller les composants contribue à la performance optimale des cellules. Les électrolytes sont connus pour être des fluides agressifs, c'est pourquoi une manipulation soigneuse du matériau est essentielle pour obtenir des résultats satisfaisants. Les fabricants avisés accordent une attention particulière au choix des valves pour ce processus, car elles doivent être capables de résister à la nature agressive de l'électrolyte sans nécessiter de fréquents changements de valves.

Pour cette application, Nordson recommande aux fabricants d'utiliser une mini-valve à diaphragme de la série 702. Cette valve est particulièrement bien adaptée au remplissage des chambres d'électrolyte car elle permet une dépose sans goutte. Les mini valves à diaphragme présentent une conception distinctive qui élimine les bulles d'air piégées et offre une coupure rapide et propre. Les mini valves à diaphragme 702 offrent un réglage de course inviolable, des performances constantes d'une injection à l'autre et un débit plus rapide. En outre, les valves de la série 702 permettent aux utilisateurs de monter plus de valves par plaque de fixation et de déposer des fluides dans des espaces plus restreints, ce qui permet d'augmenter le débit et la productivité.

L'emballement thermique est une réaction en chaîne au sein d'une cellule de batterie qui implique une augmentation rapide de la température de la batterie. Il se produit lorsque la température à l'intérieur d'une batterie atteint un point tel qu'une réaction chimique se produit à l'intérieur de la batterie. Cette réaction chimique produit plus de chaleur, ce qui fait monter la température et provoque d'autres réactions chimiques qui créent encore plus de chaleur.

L'emballement thermique est une menace importante pour la sécurité d'un bloc-batterie et pour le véhicule électrique en fonctionnement. L'une des méthodes de prévention de l'emballement thermique consiste à utiliser des matériaux d'interface thermique (MIT), qui absorbent la chaleur des batteries surchauffées. Pour ce faire, les ingénieurs concepteurs doivent calculer et appliquer avec précision la bonne quantité de la chimie MIT sélectionnée aux endroits exacts du module de batterie et du bloc-batterie. Il s'agit d'une opération pour laquelle l'utilisation d'une technologie de pointe en matière de dosage de fluides peut empêcher l'emballement thermique.

La technologie de Nordson EFD permet d'automatiser la dépose de MIT en utilisant les capacités de dépose de fluide des pompes à cavité progressive 797PCP-2K. L'assurance qualité que cette technologie de fabrication apporte est la dépose précise de la quantité exacte de fluide de manière répétable - ce qui est particulièrement important pour la dépose de MIT.

Il est important d'utiliser des pratiques de fabrication efficaces pour atteindre les objectifs de production et augmenter le rendement. La manière dont vous collez les éléments de batterie au plateau de batterie peut permettre de réaliser des économies mesurables en termes de production. Pour le collage des cellules/plateaux, les fabricants peuvent tirer parti de la vitesse et de la précision qu'offre la dépose sans contact, notamment en réduisant les déchets, en diminuant les rejets et en améliorant le rendement.

Une solution de dépose sans contact comme la valve de jetting PICO Pµlse de Nordson EFD peut faire la différence entre un collage répétable des éléments de batterie sur le plateau de batterie et la lutte contre des erreurs de production frustrantes. En utilisant la technologie de valve de jetting modulaire et interchangeable de la solution PICO Pµlse, les fabricants peuvent appliquer des micro-déposes précises et répétables à 1000 Hz en continu, avec des rafales allant jusqu'à 1500 Hz.

Le dosage répété d'adhésifs avec le PICO Pµlse offre une valeur ajoutée aux producteurs de batteries EV car elle leur permet d'utiliser juste la bonne quantité de fluide pour coller au plateau sans aucun débordement. En outre, les entreprises peuvent réduire les coûts de matériel car la dépose précise de fluide utilise la quantité d'adhésif adaptée à la tâche.

Les entreprises constatent non seulement qu'elles peuvent optimiser le collage des éléments de batterie sur le plateau de batterie, mais aussi qu'elles peuvent réduire les temps de cycle. Les zones de dépose difficiles d'accès, telles que les structures complexes en nid d'abeille que l'on trouve dans de nombreux modules de batterie, peuvent représenter un défi pour le collage et la dépose, mais les valves de jetting associées au système de dosage automatisé adéquat offrent la flexibilité nécessaire pour appliquer des fluides et des adhésifs sur presque toutes les géométries de plateaux de batterie.

Actuellement, les batteries Li-ion constituent la technologie d'alimentation dominante pour les véhicules électriques. Mais la nature dynamique des forces du marché et des technologies de rupture est telle que les constructeurs de batteries avisés gardent un œil sur les nouvelles chimies des batteries. Il s'agit notamment des batteries à l'état solide et des piles à combustible.

Les fabricants qui utilisent les technologies de dosage de fluides de Nordson EFD sont en position de force lorsque les technologies de batteries actuelles évoluent vers l'une ou l'autre de ces configurations, puisque nos solutions de dosage sont utilisées pour fabriquer divers types de géométrie de cellules. En outre, Nordson EFD et la famille d’entreprises Nordson sont activement engagées dans la recherche de la prochaine génération d'innovations en matière de batteries, comme différentes chimies et technologies de cellules.

Si la technologie des batteries peut évoluer, votre investissement dans la technologie de dosage des fluides est prêt à suivre les changements de votre processus de fabrication, puisqu'il a la flexibilité nécessaire pour construire différentes chimies, géométries et technologies cellulaires.

Alors que le monde entier considère les batteries des véhicules électriques comme la source d'énergie du futur, les fabricants intelligents ont tout intérêt à analyser les systèmes qu'ils utilisent pour fabriquer les batteries qui répondront aux besoins de demain en matière de transport. Les fabricants intelligents comprennent que le fait de se concentrer sur ces cinq tâches offre un fort retour sur investissement dans un paysage industriel en évolution rapide :

1. Pour la fabrication des cellules, il s'agit d'aligner avec précision les composants clés afin d'améliorer les performances globales et la durée de vie de la batterie.
2. Pour la fabrication des cellules, l’assurance d’un remplissage précis de l'électrolyte pour la performance et la stabilité globales de la cellule est nécessaire.
3. Pour l'assemblage des modules et des blocs, l’utilisation d’une méthode de dépose contrôlée et automatisée du matériau d'interface thermique (TIM) afin d'éviter l'emballement thermique est essentiel pour la sécurité globale du bloc-batterie.
4. Pour l'assemblage des modules et des packs, une réduction de la durée du cycle et une augmentation de la répétabilité et la précision de l'opération de collage des éléments de batterie sur le plateau de batterie permet d'augmenter le rendement de la production et de gagner un temps précieux.
5. Dans tous les domaines de la fabrication, il faut être à l'épreuve du temps en restant flexible dans les méthodes de production et en s'adaptant aux nouvelles chimies et technologies des batteries.

En se concentrant sur ces aspects de votre processus de production, votre société fabriquera des batteries de haute performance avec un cycle de vie long tout en maximisant le rendement de la production. En outre, votre entreprise disposera de la flexibilité et des compétences techniques nécessaires pour maîtriser le changement au fur et à mesure de la révolution de l'énergie électrique.