Fabricación de baterías: Principio de funcionamiento; Estructura; Fabricación; Instalaciones.

Fabricación de baterías
Crystec Technology Trading GmbH

Fabricación sostenible de baterías para un futuro verde

En un momento en el que el calentamiento global centra nuestra atención en las emisiones mundiales de CO2, la electromovilidad y, en particular, el desarrollo de baterías son cada vez más importantes. Como pionero en este campo, Crystec, en estrecha colaboración con sus fabricantes asociados del sudeste asiático (Corea, Japón, Taiwán, China), ofrece instalaciones y máquinas de última generación y altamente eficientes para la fabricación de baterías, en particular, de baterías de iones de litio.

La producción de baterías de iones de litio requiere una variedad de diferentes instalaciones de fabricación, las cuales proporcionamos en la más alta calidad:

Mezclador para la fabricación de baterías

KGA-Korea  Mezclador para la fabricación de baterías: Producción eficiente de componentes de batería de alta calidad

Mezcla potente de materiales para componentes de batería óptimos

El mezclador para la fabricación de baterías es un componente esencial en el proceso de fabricación de baterías de alta calidad. Con alta precisión y eficiencia, este innovador dispositivo mezcla el material del ánodo y el cátodo con aditivos específicos. Esto resulta en propiedades de material óptimas, que garantizan un rendimiento de la batería mejorado y una vida útil más larga. La mezcla homogénea es crucial para garantizar una calidad uniforme y confiable de los componentes de la batería.

Versatilidad en la aplicación

El mezclador se destaca por su extraordinaria versatilidad. Además de la producción de ánodos y cátodos para baterías de iones de litio, el mezclador también permite la fabricación de condensadores cerámicos multicapa (MLCC) y cerámicas de cocción a baja temperatura (LTCC). Esta flexibilidad convierte al mezclador en una opción de primera clase para empresas especializadas en una amplia gama de componentes, que desean optimizar sus líneas de producción.

Integración completamente automatizada en línea o funcionamiento independiente

Para satisfacer las necesidades individuales de los clientes, ofrecemos nuestro mezclador tanto como una máquina completamente automatizada en línea para su integración perfecta en líneas de producción existentes, como en unidades independientes. Esto permite a las empresas configurar las instalaciones de acuerdo con su capacidad y requisitos de producción, logrando así una eficiencia máxima en la fabricación.


Mezclador PD para línea de producción

Recubridor para la fabricación de baterías

KGA-Korea  Recubridor para la fabricación de baterías: Fabricación precisa de membranas separadoras para baterías de primera calidad

Recubrimiento preciso para membranas separadoras óptimas

El recubridor o coater para la fabricación de baterías es una herramienta destacada que ayuda a las empresas de la industria de baterías a fabricar componentes de batería de alta calidad. El recubrimiento preciso de las membranas separadoras es crucial para la funcionalidad y el rendimiento de las baterías. Con el recubridor de KGA, las empresas pueden garantizar que las membranas separadoras se recubran de manera uniforme y precisa, logrando las propiedades deseadas. El recubrimiento preciso garantiza que las membranas separadoras tengan el grosor y la estructura ideales para permitir la conducción de iones en la batería y evitar cortocircuitos.

Innovador recubrimiento con boquillas de ranura para resultados óptimos

Nuestros recubridores utilizan una innovadora técnica de recubrimiento con boquillas de ranura alineadas contra el rodillo. Esta tecnología avanzada permite una distribución uniforme del recubrimiento en la membrana, lo que conduce a una mayor precisión y eficiencia en la producción. Al controlar con precisión los parámetros de recubrimiento, los clientes pueden influir de manera específica en las propiedades deseadas de sus membranas separadoras y obtener soluciones personalizadas para sus aplicaciones de batería.

Paso de secado para resultados óptimos

El recubridor de KGA no solo realiza el recubrimiento, sino que también ofrece un paso de secado integrado. Este paso de secado garantiza que las membranas separadoras recubiertas obtengan la consistencia y resistencia adecuadas para cumplir óptimamente su función en la batería. La combinación de recubrimiento preciso y un paso de secado efectivo contribuye a que las baterías tengan un alto rendimiento y una larga vida útil.

Versatilidad en la aplicación

El recubridor de KGA no solo se puede utilizar para la producción de membranas separadoras en baterías de iones de litio, sino que también ofrece flexibilidad para otras tecnologías de baterías. Esto permite a los clientes ampliar su producción y fabricar diferentes tipos de baterías para satisfacer las diversas demandas del mercado.

Fácil integración en líneas de producción existentes

Nuestro recubridor está diseñado para integrarse fácilmente en líneas de producción existentes. Esto permite a las empresas optimizar su fabricación de baterías al utilizar el recubridor como parte de una línea de producción eficiente y de última generación. La integración sencilla y el fácil manejo del recubridor contribuyen a reducir los tiempos de producción y aumentar la eficiencia general.
Al igual que nuestros otros productos, el recubridor también está disponible como dispositivo independiente.


Recubridor de batería, máquina individual

Prensa de rodillos para la fabricación de baterías

KGA-Korea  Prensa de rodillos para la fabricación de baterías: Producción eficiente en masa de materiales de cátodos y ánodos

Producción eficiente en masa de materiales de cátodos y ánodos

La prensa de rodillos de KGA es una máquina de última generación diseñada específicamente para la producción en masa de materiales de cátodos y ánodos. Como el núcleo de la fabricación de baterías, esta innovadora prensa desempeña un papel crucial en la creación de componentes de baterías de alta calidad.
La prensa de rodillos permite una producción eficiente y rentable de materiales de cátodos y ánodos para baterías. Mediante el uso de varios rodillos pulidos y calentados, el material se compacta de manera precisa y uniforme, logrando las propiedades deseadas de los electrodos. La alta capacidad de producción de la prensa de rodillos permite a las empresas fabricar grandes cantidades de cátodos y ánodos en poco tiempo, satisfaciendo eficazmente la demanda del mercado.

Calandrado preciso para electrodos óptimos

En el calandrado de la prensa de rodillos, el material de cátodo y ánodo se prensa mediante varios rodillos pulidos y calentados. Este proceso garantiza una compactación y alineación precisa de las estructuras del material para asegurar las propiedades eléctricas y mecánicas deseadas de los electrodos. El calandrado preciso es crucial para fabricar baterías con un rendimiento y estabilidad elevados.

Adaptabilidad versátil

La prensa de rodillos es extremadamente versátil y puede utilizarse para varios tipos de materiales de cátodos y ánodos. Las empresas pueden personalizar la máquina según sus requisitos específicos y producir electrodos personalizados para diferentes tecnologías de baterías. Esta flexibilidad permite a las empresas diversificar sus capacidades de producción y cumplir con los requisitos de un mercado que cambia constantemente.

Procesamiento de alta calidad para componentes de baterías de primera

La prensa de rodillos de KGA es conocida por su procesamiento de alta calidad y durabilidad. La máquina ha sido desarrollada y fabricada con tecnología de vanguardia para garantizar un rendimiento confiable y a largo plazo. El uso de materiales y componentes de alta calidad garantiza que los electrodos se fabriquen con alta precisión y calidad, lo que tiene un impacto positivo en el rendimiento general y la vida útil de las baterías.

Integración fácil en líneas de producción existentes

La prensa de rodillos de KGA está diseñada para integrarse fácilmente en las líneas de producción existentes. La integración sencilla permite a las empresas optimizar su infraestructura existente y aumentar la eficiencia de toda la fabricación de baterías. La operación fácil de usar y el control intuitivo de la máquina facilitan el flujo de trabajo y contribuyen a la reducción de los tiempos y costos de producción.
Este producto también está disponible como una máquina independiente.


Calandra, Prensa de rodillos para línea de producción completamente automática

Máquinas de corte y bobinado de rodillos para la fabricación de baterías

KGA-Korea  Máquinas de corte y bobinado de rodillos: Corte y bobinado preciso de membranas y capas de electrodos de batería

Corte preciso para componentes personalizados

Las máquinas de corte y bobinado de rodillos permiten un corte preciso de membranas y capas de electrodos de batería para fabricar componentes personalizados para diferentes tipos de baterías. Estas máquinas de última generación se utilizan según sea necesario, ya sea detrás de la prensa de rodillos o el recubridor, para cortar y enrollar los materiales resultantes al tamaño y la forma correctos. Las máquinas utilizan técnicas avanzadas de corte para cortar los materiales a las dimensiones y formas exactas necesarias para los requisitos específicos de la batería. El corte preciso garantiza una calidad y rendimiento consistentes de las baterías.

Bobinado eficiente para componentes óptimos

Además del corte, las máquinas de corte y bobinado de rodillos también pueden enrollar los materiales en la forma deseada. Este proceso de bobinado permite mantener las membranas y capas de electrodos de la batería en la estructura y alineación correctas para garantizar un rendimiento óptimo de las baterías. El bobinado eficiente garantiza una distribución uniforme de los materiales y una construcción estable de los componentes de la batería.

Adaptabilidad versátil

Las máquinas de corte y bobinado de rodillos son extremadamente versátiles y se pueden adaptar a varios materiales y dimensiones. Las empresas pueden configurar las máquinas según sus requisitos específicos y producir una amplia gama de membranas y capas de electrodos de batería. La versatilidad de estas máquinas permite a las empresas ampliar sus capacidades de producción y responder a la demanda de diferentes tipos de baterías.

Integración fácil en el proceso de producción

Con una integración sin problemas en el proceso de producción existente, las máquinas de corte y bobinado de rodillos complementan perfectamente sus líneas de fabricación. De esta manera, las empresas pueden aumentar eficientemente sus capacidades de producción, al tiempo que mantienen la excelente calidad de sus componentes de batería. Las máquinas de corte y bobinado de rodillos pueden adquirirse tanto como máquinas independientes como para integrarse en una línea de producción.


Cortadora-enrolladora de batería, Máquina individual

Máquina de entallado o máquina de muescas para la fabricación de baterías

KGA-Korea  Máquina de entallado para electrodos precisos

Procesos de corte precisos para un rendimiento optimizado

La máquina de entallado de KGA es una máquina de muescas de última generación que cumple una función innovadora en la fabricación de baterías. A diferencia de las máquinas convencionales de corte y bobinado, esta máquina utiliza un proceso de corte basado en láser para realizar cortes precisos en los electrodos. La máquina de entallado permite trabajar los electrodos de una manera exactamente definida, lo que mejora el rendimiento y la eficiencia de las baterías. El corte basado en láser ofrece una alta precisión y permite la fabricación de electrodos finamente ajustados, lo que a su vez conduce a una mayor eficiencia de las baterías. Además, la máquina de entallado ofrece una mayor flexibilidad en la adaptación de las formas de los electrodos, satisfaciendo así las necesidades de diferentes tipos de baterías.

Fabricación eficiente de baterías con la máquina de entallado

Al utilizar la máquina de entallado, las empresas pueden optimizar su producción de baterías, ya que permite un proceso de corte más eficiente y preciso. Esto contribuye a mejorar la calidad del producto, reducir los desechos y, en última instancia, fortalecer la competitividad en el mercado. La máquina de entallado de KGA es, por lo tanto, una valiosa adición para cualquier proceso de fabricación exigente en la industria de las baterías.

Fácil integración en líneas de producción

La máquina de entallado ha sido diseñada para integrarse fácilmente en líneas de producción existentes. Para las empresas que buscan una solución independiente o desean expandir gradualmente sus capacidades de producción, ofrecemos la máquina de entallado también como un dispositivo independiente. Esta opción permite integrar la función de entallado en procesos existentes sin tener que cambiar a una línea de producción completa.


Máquina de entallado de batería

Instalación de apilado para la fabricación de baterías

KGA-Korea  Instalación de apilado: Mayor densidad de energía y mayor vida útil

Apilado eficiente para un rendimiento mejorado

La instalación de apilado de KGA es un componente esencial en la fabricación de baterías para lograr una mayor densidad de energía y una vida útil más larga. Para lograr estos objetivos, se conectan en paralelo varias celdas de batería, compuestas por ánodo, cátodo y separador, y se apilan. Este proceso requiere una instalación de apilado precisa, en la que las celdas de batería apiladas se fusionan en un solo paso de laminación similar al de una célula de combustible. La instalación de apilado de KGA permite el apilado preciso y eficiente de las celdas de batería. Al conectar en paralelo las celdas, se aumenta la densidad de energía total, lo que conduce a un rendimiento mejorado de la batería. Las celdas apiladas se colocan cuidadosa y uniformemente en la instalación de apilado para garantizar una transferencia de energía óptima.

Paso de laminación para un compuesto estable

La instalación de apilado realiza un paso de laminación crucial, en el que las celdas de batería apiladas se fusionan firmemente entre sí. Similar a una célula de combustible, se forma un compuesto estable que permite que las celdas se fusionen en una unidad. Esto contribuye a una vida útil más larga y una mayor estabilidad de la batería.

Optimización de los procesos de producción

La instalación de apilado de KGA optimiza los procesos de producción en la fabricación de baterías. Al realizar el apilado eficiente y el paso de laminación, se reduce el tiempo de procesamiento y se aumenta la capacidad de producción. Esto permite a las empresas fabricar baterías de alta calidad en mayores cantidades y satisfacer las crecientes demandas del mercado.

Fácil integración en la línea de producción

La instalación de apilado está diseñada para integrarse sin problemas en líneas de producción existentes, pero también se puede adquirir como un dispositivo independiente.


Instalación de apilado de batería

Máquina de embalaje para la fabricación de baterías

KGA-Korea  Cubrimiento óptimo de baterías con la máquina de embalaje de KGA

Calidad y eficiencia superiores

La máquina de embalaje de KGA ofrece una solución recomendada para el paso final en el proceso de fabricación de baterías: el recubrimiento de las celdas de la batería. Con alta precisión y eficiencia, la máquina garantiza que las baterías estén protegidas contra influencias externas y que su rendimiento esté asegurado. La máquina se destaca por su alta calidad y rendimiento. El recubrimiento de las celdas de la batería se realiza de manera precisa y uniforme, lo que resulta en una alta calidad y consistencia del producto. La máquina opera de manera eficiente y permite optimizar los procesos de producción y aumentar la capacidad total.

Adaptación a diferentes tipos de baterías

La máquina de embalaje de KGA se puede adaptar a diferentes tipos y tamaños de baterías. Ya sea que se trate de baterías de iones de litio, baterías de níquel-metal hidruro u otros tipos de baterías, la máquina puede realizar el recubrimiento con precisión para cumplir con los requisitos específicos de cada tipo de batería.

Opciones de sellado y desgasificación opcionales

Para seguridad y estabilidad adicionales, las celdas de la batería se pueden sellar y desgasificar opcionalmente. El sellado garantiza que las baterías estén completamente cerradas y protegidas contra humedad y otras influencias externas. La función de desgasificación asegura que los gases excedentes se eliminen de manera segura de las celdas de la batería.

Integración en líneas de producción y adquisición individual

La máquina de embalaje de KGA se puede integrar sin problemas en las líneas de producción existentes. Esto permite a las empresas optimizar sus procesos de producción y automatizar la fabricación de baterías. Alternativamente, también existe la opción de adquirir la máquina de embalaje como un dispositivo independiente para atender capacidades de producción más pequeñas o para satisfacer necesidades específicas de aplicaciones.


Sellado de batería

Principio de funcionamiento de las baterías

Las baterías deben distinguirse inicialmente en sistemas primarios y secundarios. Mientras que los sistemas primarios no son recargables, los sistemas secundarios, también conocidos como batería o acumulador, pueden recargarse mediante energía eléctrica.

Estructura

La batería de iones de litio suele estar compuesta por varias celdas conectadas en serie o en paralelo. Esto permite ajustar tanto el voltaje nominal como la capacidad de la batería. La conexión se realiza soldando con cintas de níquel. La estructura en capas de la celda se ilustra en la siguiente imagen:

Celda de iones de litio
Estructura en capas de una celda de iones de litio

El corazón de la celda lo constituyen las dos electrodos. En el electrodo negativo se utiliza comúnmente grafito, mientras que el electrodo positivo está compuesto por un óxido de metal de litio. La celda está llena de un electrolito líquido que permite que los iones de litio se muevan libremente. Las dos electrodos de estado sólido están separados por una membrana separadora semipermeable, que solo permite el paso de iones de litio.
La cátodo está en una lámina de aluminio, mientras que el ánodo se aplica a una lámina de cobre. Se requieren dos materiales diferentes aquí, ya que el aluminio en el ánodo reaccionaría con los iones de litio y el cobre en el cátodo se corroería.

Procesos químicos

Los procesos químicos difieren según los óxidos metálicos elegidos. Por lo tanto, se describirán aquí los procesos utilizando el ejemplo de la celda CoO2:

Ánodo: Electrodo negativo
LiC6 → Li-xC6 +xLi + xe-

Cátodo: Electrodo positivo
LiyCoO2 + x Li+ + x e- → Lix+y CoO2

En esta ecuación se puede observar que no hay una transformación química de los materiales utilizados, sino que solo los iones de litio migran. Lo mismo se aplica a otros óxidos metálicos de litio.

Carga y descarga

En el proceso de carga, al aplicar un potencial, los iones de litio cargados positivamente (Li+) se liberan del óxido de metal de litio y migran hacia el ánodo de grafito. Durante la descarga, los iones de litio migran de regreso al óxido de metal, y los electrones pueden fluir a través del circuito externo hacia el electrodo positivo.