Sergei Mishin, director de Ventas de soluciones de medición de OEM de Europa, explica cómo la tecnología de automatización es esencial para una producción optimizada, precisa y segura de ánodos, cátodos y electrolitos.
Las ventas mundiales de vehículos eléctricos (VE) están creciendo y representaron el 10 % de todos los coches nuevos vendidos en 2022, pero los informes sugieren que las ventas de VE deben aumentar hasta aproximadamente el 60 % en 2030 para alinearse con el objetivo de cero emisiones netas para 2050. El avance de la tecnología de las baterías de iones de litio ha sido fundamental para la aparición de los vehículos eléctricos. En las dos últimas décadas, los fabricantes de baterías de litio y los fabricantes de componentes de baterías para vehículos eléctricos, como ánodos, cátodos y electrolitos, colaboraron estrechamente para desarrollar materiales que mejoraran el desempeño y la seguridad de las baterías de iones de litio. Para los fabricantes de componentes es esencial implementar procesos y tecnologías de fabricación que garanticen una calidad y seguridad de la producción constantes y aseguradas, al tiempo que se minimizan las costosas repeticiones de trabajos que repercuten en el desempeño y la rentabilidad. La continuidad del proceso de fabricación significa que se acumularán errores o impurezas que se produzcan en una etapa temprana, lo que dará como resultado consecuencias mucho más grandes en la línea de producción. La calidad debe monitorizarse en todas las etapas, desde las materias primas hasta el montaje de pilas, para mantener la eficiencia de la producción y minimizar los desechos.
La optimización de la producción también es extremadamente importante, no solo para garantizar la calidad a pesar de la variación de las materias primas y maximizar el rendimiento, sino también para proporcionar a los fabricantes la flexibilidad necesaria para satisfacer las peticiones de los clientes de distintos tipos de componentes de baterías y recetas propias. Por lo general, la fabricación se basa en procesos por lotes. Control de lotes proporcionado por DeltaV Batch de Emerson El software analítico está diseñado específicamente para este tipo de aplicaciones. La característica clave de esta solución es que, al aprender del pasado, el software puede predecir los resultados de la producción. El análisis multivariante del proceso se realiza a partir de modelos generados por una recopilación de lotes históricos. Los fallos o desviaciones en los procesos de lotes se detectan e identifican en tiempo real, para permitir que las operaciones tomen medidas correctivas antes de que se produzca un impacto negativo en la producción. En caso de que los parámetros del proceso se desvíen de las normas, puede evaluar si el lote aún cumplirá las especificaciones y los requisitos de calidad o si se saldrá de los parámetros especificados y será necesario reelaborarlo o desecharlo. Esto se traduce en una disminución de los costes, una reducción de los tiempos de ciclo, un aumento del rendimiento, una reducción de los residuos, una disminución de la variabilidad y una mejora de la fiabilidad.
Medición avanzada
Garantizar la consistencia de las recetas y la calidad de la producción comienza con mediciones precisas, fiables y repetibles. En una aplicación de reactor por lotes es necesario controlar la adición tanto de materias primas como de aditivos. El calentamiento y la refrigeración del reactor, el control de la presión, la prevención del sobrellenado y la monitorización del estado de los activos dependen de las mediciones de caudal, temperatura, nivel, presión y analíticas. Es fundamental controlar con precisión el material que se añade a los reactores y mezcladores. Los medidores Coriolis de Micro Motion™ de Emerson son ideales para estas aplicaciones porque miden el caudal másico del líquido o lodo en lugar del volumen, lo que garantiza la exactitud de medición. La exactitud de medición del pH del precursor catódico es fundamental para la forma final de los coloides que afectan a la calidad, pero los sulfuros y el ácido fluorhídrico presentan un entorno muy exigente y reducen la vida útil del sensor, mientras que las capas de aceite en el sensor dificultan la medición. El sensor de pH/OPR Rosemount RBI es altamente resistente a los productos químicos y está diseñado para la resistencia de la capa de cordón, lo que garantiza la certeza de la medición y reduce los requisitos de mantenimiento. Es importante conocer los niveles de los reactores y tanques de mezcla para evitar daños en los agitadores causados por un nivel bajo y protegerse contra un llenado excesivo que plantee problemas de seguridad. Puede resultar difícil medir con precisión el nivel de lodo metálico en un tanque con un agitador que crea turbulencias, cambiando la densidad de los materiales, lo que afecta a las mediciones de nivel basadas en la presión diferencial, y materiales viscosos que recubrirían las tecnologías de contacto. Los transmisores de nivel por radar sin contacto Rosemount son muy adecuados para estas aplicaciones, ya que pueden hacer frente a estos retos. Su alta sensibilidad y su software exclusivo garantizan que su desempeño no se vea afectado por señales débiles y condiciones turbulentas, mientras que una antena de sello del proceso protege de los medios corrosivos y los altos niveles de condensación.
Garantizar el control estable y la seguridad
Los aditivos químicos desiguales pueden provocar residuos químicos e incoherencias en las materias primas, lo que genera costosos desechos de producto. Un control fiable, preciso y muy fluido también es esencial para garantizar la correcta aplicación de las estrategias de control de procesos. Por lo general, estas aplicaciones suponen un gran reto para las válvulas, ya que por el proceso de producción circulan productos químicos, lodos y polvos abrasivos y corrosivos. La corrosión afecta a la fiabilidad y el desempeño de las válvulas, crea un control inestable del caudal y también la posibilidad de fugas que crean riesgos de seguridad para la planta y los trabajadores. Para mantener la fiabilidad de las operaciones y evitar problemas de seguridad y ambientales, es esencial garantizar la compatibilidad de los materiales. Emerson no solo ofrece una amplia gama de válvulas de control adecuadas para aplicaciones de servicio en aplicaciones exigentes, sino que además cuenta con la experiencia necesaria para trabajar con los clientes en la selección de la tecnología y los materiales anticorrosivos adecuados para garantizar un alto desempeño a lo largo de una prolongada vida útil. Por ejemplo, las válvulas Fisher™ con internos endurecidos y cerámicos ofrecen una buena resistencia al desgaste, mientras que las Fisher vee-ball que tienen una esfera con muesca en V proporcionan una solución de control que no se atasca. Las válvulas bidireccionales Clarkson de Emerson presentan un cierre sin fugas y son adecuadas para lodos de baja y media densidad a baja presión (<10 bar) y alta presión (<20 bar). Para aplicaciones de manipulación de polvo, las válvulas Keystone™ F990 presentan un diseño especial con cuerpo dividido y eje de disco de una sola pieza que produce una gran capacidad de caudal y simplifica el mantenimiento.
Para los fabricantes deseosos de concentrar sus recursos en mantener una producción eficiente y un desarrollo continuado de sus productos, las tecnologías líderes de medición, control y electricidad de Emerson, combinadas con una red global de expertos en aplicaciones y servicios de soluciones de ingeniería, convierten a la empresa en el socio ideal en este mercado de rápido desarrollo. Emerson se encuentra en una posición única para poder ofrecer sistemas de control de procesos, una gama completa de soluciones avanzadas de medición y la gama más completa del mundo de la tecnología del control final.
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