O material escolhido para a fabricação de baterias de íon de lítio

Cinco razões pelas quais o Hexoloy® SE é o material de escolha para a fabricação de baterias de íon de lítio

A crescente adoção de veículos elétricos (EVs) e a demanda por armazenamento de energia em escala de rede são duas razões pelas quais os meteorologistas prevêem que o mercado global de baterias para veículos elétricos deve atingir US$ 161.3 bilhões até 2028, contra US$ 66.4 bilhões em 2023, a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 19.4%.

Além dos veículos elétricos e do armazenamento estacionário, as baterias de íon-lítio são onipresentes em eletrônicos portáteis, equipamentos médicos, ferramentas elétricas e muitos outros produtos. Os fornecedores estão respondendo em diversas frentes, desenvolvendo novos produtos químicos para baterias para maior densidade energética, aumentando os esforços de reciclagem e expandindo a produção de baterias.

Vários produtos químicos de material ativo catódico (CAM) estão disponíveis para fornecer a combinação ideal de densidade de energia, custo e segurança para a aplicação alvo. Algumas das formulações populares incluem:
LFP - fosfato de lítio e ferro (LiFePO4)
NMC - óxido de lítio-níquel cobalto-manganês (LiNiCoMnO2)
LCO - óxido de lítio-cobalto (LiCoO2)
NCA - óxido de lítio-níquel-cobalto-alumínio (LiNiCoAlO2)
LMO - óxido de lítio manganês (LiMn2O4)
íon lítio
Os fornos de fornos de rolos (RHK) que operam a altas temperaturas são cruciais na fabricação de pós catódicos. Um RHK é um forno de queima contínua, no qual uma lareira feita de rolos rotativos move os produtos pelo forno. Além de seu uso na produção de baterias de íon de lítio, os RHKs são usados ​​para produzir muitos produtos de consumo, como porcelana e azulejos.

Diante da crescente demanda, os fabricantes estão aumentando a produção com novos e maiores RHKs que exigem diâmetro maior e rolos mais longos em comparação com versões anteriores de fornos. Esses rolos também devem demonstrar longa vida útil e alta confiabilidade com cargas significativas.
Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories ' Hexoloy® SE é um autocolante de granulação fina (menos de 10 µm) carbeto de silício (SiC) material que combina resistência excepcional em operação em alta temperatura com alta resistência à corrosão química. Aqui estão cinco razões pelas quais Hexoloy o material é ideal para RHKs em aplicações de fabricação de baterias de íon-lítio.

Estabilidade em alta temperatura

As temperaturas RHK podem atingir até 1,200°C (2,192°F) durante o processo de calcinação para cátodos. A composição monofásica do material Hexoloy® SE permite que ele opere até 1,600°C no ar (e ainda mais alto em uma atmosfera inerte) e resulta em um coeficiente de expansão térmica extremamente baixo (4.02 x 10-6/°C), tornando-o é muito estável em aplicações em ambientes severos.

Alta condutividade térmica

Hexoloy® A alta condutividade térmica dos materiais SE (34.8 W / mK a 1,200 ° C) torna-o muito resistente a choques térmicos.

Dureza extrema

Hexoloy® SE SiC é um dos materiais de alto desempenho mais duros disponíveis e é 50% mais duro que o carboneto de tungstênio. Sua densidade é superior a 95% teórica e é essencialmente impermeável sem o uso de impregnantes, o que significa que não há contaminação em aplicações de alta pureza. Minimizar a contaminação é fundamental para a fabricação de baterias de alta qualidade: as partículas são especialmente prejudiciais e podem produzir reações indesejadas e curtos-circuitos nas baterias acabadas.

Resitência mecânica elevada

Os rolos Hexoloy® SE SiC oferecem maior capacidade de suporte de carga do que o carboneto de silício infiltrado com silício (SiSiC); portanto, esses rolos são normalmente oferecidos com paredes mais finas. Em grandes RHKs, os rolos Hexoloy® SE SiC podem medir até 50 mm de diâmetro com paredes de 7 a 8 mm de espessura em comprimentos de até 3350 mm. A capacidade de obter a mesma resistência com um rolo mais leve e mais fino permite ao projetista aumentar a eficiência energética com motores menores e de baixo custo que consomem menos energia.

Resistência à corrosão

A alta resistência à corrosão proporciona maior vida útil do produto, reduz os custos de manutenção e aumenta o tempo de atividade. Os RHKs na fabricação de baterias operam com uma variedade de gases: ar, oxigênio, nitrogênio, nitrogênio mais hidrogênio e CO2. Além disso, os pós catódicos incluem produtos químicos corrosivos: o RHK deve ser resistente a todos os vários gases e formulações.

As muitas propriedades desejáveis ​​do Hexoloy® SE SiC tornam-no a escolha certa para uso em RHKs em linhas de produção de fabricação de baterias de íon-lítio de material ativo de cátodo.