Sergei Mishin, directeur des ventes OEM Europe, explique comment la technologie d’automatisation est essentielle à une production optimisée, précise et sûre des anodes, cathodes et électrolytes.
Les ventes mondiales de véhicules électriques (VE) sont en hausse et représentent 10 % de toutes les voitures neuves vendues en 2022. Les rapports indiquent que les ventes de VE devraient passer à environ 60 % d’ici 2030 pour s’aligner sur l’objectif net zéro d’ici 2050. Les progrès de la technologie des batteries au lithium ont joué un rôle primordial dans l’émergence des véhicules électriques. Au cours des deux dernières décennies, les fabricants de batteries au lithium et ceux des composants de batteries pour véhicules électriques, notamment les anodes, les cathodes et les électrolytes, ont collaboré très étroitement pour mettre au point des matériaux qui améliorent les performances et la sécurité de ces batteries. Pour les fabricants de composants, il est essentiel de mettre en œuvre des procédés et des technologies de fabrication qui garantissent une qualité et une sécurité de production constantes et assurées, tout en minimisant les reprises coûteuses qui nuisent au rendement et à la rentabilité. La continuité du procédé de fabrication signifie que les erreurs ou les impuretés survenant à un stade précoce s’accumuleront et auront des conséquences beaucoup plus importantes en aval de la chaîne de production. La qualité doit être surveillée à chaque étape, des matières premières jusqu’à l’assemblage des éléments, afin de maintenir l’efficacité de la production et de minimiser les déchets.
L’optimisation de la production est également extrêmement importante, non seulement pour garantir la qualité malgré les variations des matières premières et pour optimiser le rendement, mais aussi pour donner aux fabricants la flexibilité nécessaire pour répondre aux demandes des clients concernant différents types de composants de batterie et des informations exclusives. Généralement, la fabrication est basée sur des procédés en lots. Le contrôle des lots fourni par le logiciel DeltaV Batch Les logiciels d’analyse d’Emerson sont conçus spécifiquement pour ce type d’application. La principale caractéristique de cette solution est qu’en tirant les enseignements du passé, le logiciel est capable de prédire les performances de la production. L’analyse multivariée du procédé est réalisée sur la base de modèles générés par la compilation de lots historiques. Les défauts ou écarts dans le procédé en lots sont détectés et identifiés en temps réel, conférant aux opérations la possibilité de prendre des mesures correctives avant que ne se produise un effet négatif sur la production. Si les paramètres du procédé s’écartent des normes, le système peut évaluer si le lot restera conforme aux spécifications et aux exigences de qualité ou s’il sortira des paramètres spécifiés et devra être retravaillé ou éliminé. Cela revient à diminuer les coûts et les temps de cycle, à accroître le rendement, à réduire les déchets et la variabilité, et à augmenter la fiabilité.
Mesures avancées
La garantie de la régularité des informations et de la qualité de la production commence par des mesures précises, fiables et reproductibles. Dans le cadre d’une application de réacteur discontinu, ces mesures doivent surveiller l’ajout de matières premières et d’additifs. Le chauffage et le refroidissement du réacteur, la régulation de la pression, la prévention des débordements et la surveillance prédictive des équipements reposent sur des mesures de débit, de température, de niveau, de pression et d’analyse. Il est crucial de contrôler avec précision les matières ajoutées aux réacteurs et aux mélangeurs. Les débitmètres à effet Coriolis Micro Motion™ d’Emerson sont parfaitement adaptés à ces applications car ils mesurent le débit massique du liquide ou de la boue plutôt que le volume, ce qui garantit la précision de la mesure. La précision de la mesure du pH du précurseur de cathode est essentielle à la forme finale des colloïdes qui ont un impact sur la qualité, mais les sulfures et l’acide fluorhydrique présentent un environnement très difficile et réduisent la durée de vie des capteurs, tandis que les couches d’huile sur le capteur rendent la mesure difficile. Le capteur de pH/ OPR Rosemount RBI est hautement résistant aux produits chimiques et conçu pour résister aux couches de chaînes, ce qui garantit la certitude des mesures et réduit les besoins de maintenance. Il est important de connaître les niveaux dans les réacteurs et les cuves de mélange afin d’éviter que les agitateurs ne soient endommagés par un niveau trop bas et de se protéger contre un débordement excessif qui pose des problèmes de sécurité. Il peut être difficile de mesurer avec précision le niveau d’une sonde métallique dans une cuve équipée d’un agitateur qui crée des turbulences (modifiant la masse volumique des matériaux, ce qui affecte les mesures de niveau basées sur la pression différentielle) et des matériaux visqueux qui recouvriraient les technologies avec contact. Les transmetteurs radar pour mesure de niveau sans contact Rosemount sont parfaitement adaptés à ces applications car ils permettent de relever ces défis. Grâce à leur haute sensibilité et à leur logiciel unique, leurs performances ne sont pas affectées par les signaux faibles et les conditions turbulentes, tandis qu’une antenne Process Seal protège contre les produits corrosifs et les niveaux élevés de condensation.
Assurer un contrôle stable et la sécurité
La disparité des additifs chimiques peut entraîner un gaspillage de produits chimiques et des incohérences de matières premières, créant ainsi des déchets de produits coûteux. Un contrôle fiable, précis et très fluide est également essentiel pour garantir la mise en œuvre correcte des stratégies de contrôle du procédé.
Ces applications présentent généralement des difficultés pour les vannes car des produits chimiques, boues et poudres abrasifs et corrosifs circulent dans le procédé de production. La corrosion affecte la fiabilité et les performances des vannes et entraîne une régulation instable du débit, ainsi que la possibilité de fuites présentant des risques pour la sécurité des installations et du personnel. Il est essentiel d’assurer la compatibilité des matières pour que les opérations restent fiables et pour éviter les problèmes de sécurité et environnementaux. Emerson ne se contente pas de proposer une large gamme de vannes de régulation adaptées aux applications severe services, mais elle possède aussi l’expertise nécessaire pour accompagner les clients dans le choix de la technologie et des matériaux anticorrosion appropriés afin de garantir des performances élevées sur une durée de vie prolongée. Par exemple, les vannes Fisher™ avec éléments internes trempés et en céramiques présentent une bonne résistance à l’usure, tandis que les vannes de régulation Fisher Vee-Ball avec leur obturateur échancré en V constituent une solution de régulation sans obstruction. Les vannes bidirectionnelles Clarkson d’Emerson se caractérisent par une fermeture sans fuite et conviennent aux boues de basse et moyenne masse volumique à basse pression (<20 bar). Pour les applications de manipulation de poudres, les vannes Keystone™ F990 présentent une conception spéciale avec un corps en deux parties et un axe de disque monobloc qui produit une capacité de débit élevée et simplifie la maintenance.
Pour les fabricants soucieux de concentrer leurs ressources sur le maintien d’une production efficace et le développement continu de produits, les technologies de pointe d’Emerson en matière de mesure, de contrôle et d’électricité, associées à un réseau mondial d’experts en applications et à des services de solutions d’ingénierie, font d’Emerson le partenaire idéal sur ce marché en plein développement. Emerson occupe une position unique qui lui permet de fournir des systèmes de contrôle de process, un portfolio complet de solutions de mesure avancées et la gamme la plus large de technologies de contrôle final.
Pour découvrir comment les produits et services d’Emerson peuvent améliorer la qualité des produits, la fiabilité des installations et la sécurité des fabricants de composants de batteries pour véhicules électriques, rendez-vous sur Emrsn.co/IM1906FR.
