Case Study on Lithium Batteries

DST Humidity Control är marknadsledande inom design och leverans av luftsystem med ultralåg luftfuktighet för batteritillverkning av renrum.

En torr lufttillförsel vid 0,05%RH vid 20°C (-60°Cdp) kan uppnås med vår standard D-Max silikagelrotor.

Processerna som används för tillverkning av litiumjonbatterier är mycket lika de som används vid tillverkning av nickelkadmiumceller och nickelmetallhydridceller. Anoderna och katoderna i litiumceller är av liknande form och tillverkas med en liknande process. Det finns dock några viktiga skillnader förknippade med den högre reaktiviteten hos de kemikalier som används i litiumcellerna.

Elektrolytfyllningen och förseglingen av celltillverkningen måste utföras i ett "torrt rum" eftersom elektrolyten är mycket reaktiv med fukt. Fukt gör att elektrolyten sönderdelas med utsläpp av giftiga gaser.

Ett av de mest använda elektrolytmaterialen, litiumhexafluorid, bildar giftig fluorvätesyra (HF), litiumhydroxid och vätgas när det utsätts för fukt.

Avgörande fukt som är förseglad inuti batteriet kan fortsätta att reagera efter att batteriet är färdigt, vilket avsevärt minskar dess livslängd.

Ny forskning visar att den omgivande fukten som finns i tillverkningsrummet kan försämra "minnet" som är karakteristiskt för litium och de nyare avancerade polymerbaserade batterierna.

Konstruktionsmetoden och designfilosofin för klimatkontrollsystemet och torrrummet, är avgörande för att uppnå och bibehålla en stabil låg relativ luftfuktighet. Torrrummet och klimatkontrollutrustningen bör utformas för att uppnå:

• ISO klass 6/7 med volymetriska luftväxlingshastigheter från 60 till 240 per timme med ett jämnt luftflöde
• Så nära ångtät konstruktion som möjligt
• Tilluft på mindre än -60°Cdp (0,006 g/kg) med returluft på mindre än -40,0°Cdp (motsvarande mindre än 0,5 % RH vid 22,0°Cdb) för att uppnå optimala förhållanden
• Tillgång till utrymmet via förrum och luftdusch med luftsluss
• Optimerad friskluftsintroduktion till renrum för operatörer och positivt tryck