La importancia del control térmico en la producción de baterías

La fabricación de baterías de iones de litio ha experimentado un crecimiento significativo debido a la creciente demanda de dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos. Para garantizar un rendimiento óptimo y prolongar la vida útil de las baterías, es esencial que todos los componentes se fabriquen con precisión. Un aspecto crucial en este proceso es el control térmico durante la producción de las celdas de batería, en particular en el recubrimiento de los electrodos.

El uso de termografía infrarroja permite medir de forma precisa y no invasiva la temperatura de los materiales durante su fabricación, lo que asegura una uniformidad en el proceso y optimiza la calidad de la batería final.

¿Qué es la lechada (slurry) y por qué su temperatura es crítica?

En la producción de baterías de litio, el proceso de recubrimiento de los electrodos es vital para garantizar un rendimiento óptimo. La lechada (o slurry) es una mezcla semilíquida que se aplica sobre las láminas de metal (como cobre o aluminio) y contiene materiales activos, disolventes y aglutinantes. Este material debe ser procesado y aplicado a una temperatura constante para garantizar la correcta viscosidad, lo que a su vez asegura la adherencia del material activo al sustrato metálico.

La temperatura del slurry debe mantenerse entre 60 °C y 80 °C durante el proceso de recubrimiento para garantizar una viscosidad adecuada. Si la temperatura es demasiado baja, la lechada será demasiado viscosa, lo que dificultará su aplicación. Por otro lado, temperaturas demasiado altas pueden hacer que los materiales activos pierdan sus propiedades o se evaporen.

El papel de la termografía infrarroja en la producción de electrodos

La monitorización térmica a través de pirómetros de infrarrojos y cámaras térmicas es la solución más eficiente para controlar la temperatura del slurry y las láminas de electrodos durante la fabricación de baterías. Estos sistemas de termografía infrarroja permiten obtener mediciones precisas sin contacto, lo que reduce el riesgo de contaminación y mejora la seguridad del proceso.

Los pirómetros de infrarrojos se colocan estratégicamente a lo largo de la línea de producción para medir la temperatura de los materiales a medida que avanzan por el proceso de recubrimiento y secado. Esta medición continua permite hacer ajustes en tiempo real, lo que garantiza la estabilidad del proceso y la calidad del producto final.

Desafíos en la medición de temperatura en procesos de alta velocidad

La medición de temperatura en procesos industriales de alta velocidad, como los que se emplean en la fabricación de baterías, presenta varios desafíos técnicos. Uno de los mayores problemas es la baja emisividad de las superficies metálicas recubiertas con lechada, lo que dificulta la lectura precisa de la temperatura con pirómetros de infrarrojos convencionales.

Además, el espacio disponible para instalar los pirómetros es limitado debido a la configuración del equipo, lo que exige el uso de sensores compactos y con alta precisión. A pesar de estos desafíos, los sensores de termografía de onda corta son la solución ideal, ya que pueden captar con mayor precisión las temperaturas en materiales con baja emisividad y operar en espacios reducidos.

Optris CT3M: Solución Óptima para la Monitorización Térmica

El Optris CT3M es un pirómetro infrarrojo de onda corta que se destaca en aplicaciones de control térmico en la fabricación de baterías. Este sensor es especialmente adecuado para procesos en los que se requiere una alta precisión en mediciones a temperaturas relativamente bajas, como en la monitorización de la lechada.

Ventajas técnicas:

Medición precisa en un rango de temperatura de 50 °C a 100 °C, ideal para la lechada de baterías de litio.
Sensor compacto con un cabezal M12, que facilita la instalación en espacios reducidos, comunes en líneas de producción de alta velocidad.
Alta velocidad de respuesta, con tiempos de exposición de solo 1 ms, lo que permite ajustes rápidos durante el proceso.
Larga vida útil y fiabilidad en condiciones de trabajo exigentes, garantizando una monitorización continua y estable.

Aplicaciones en la monitorización de electrodos y lechada

El pirómetro Optris CT3M ha demostrado ser una solución eficaz en el control térmico de la lechada y las láminas de electrodos en la fabricación de baterías. Gracias a su capacidad de medir temperaturas de manera precisa y en tiempo real, permite que los operadores ajusten el proceso de fabricación rápidamente, mejorando así la calidad y consistencia de las baterías producidas.

La monitorización térmica también reduce el riesgo de defectos en el recubrimiento de los electrodos, lo que resulta en una mayor eficiencia del proceso y una reducción de desperdicios.