Entwicklung einer umweltverträglichen Beschichtungsanlage für LIB-Elektroden

Toray Engineering Co., Ltd. (Hauptsitz: Chuo-ku, Tokio; CEO & COO: Takashi Iwade; im Folgenden ‚Toray Engineering‘) hat eine umweltverträgliche Beschichtungsanlage für Sekundärelektroden von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) entwickelt, die im April im Markt eingeführt wird.

Die Anlage beschichtet Elektrodenmaterialien über Basismaterialien im Prozess der LIB-Elektrodenfertigung. Ein neu entwickeltes, hocheffizientes Trocknungssystem kann dabei den Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Maschinen um etwa 25 % senken.

Um eine kohlenstoffneutrale Gesellschaft zu verwirklichen, wird Toray Engineering die umweltverträgliche Anlage LIB-Herstellern in aller Welt anbieten. Das angestrebte Auftragsvolumen beträgt 1,5 Milliarden Yen im Geschäftsjahr 2023 und 5 Milliarden Yen im Geschäftsjahr 2026.

Bei der Fertigung von LIB-Elektroden wird vorab eine Beschichtungsflüssigkeit auf metallische Basismaterialien aufgetragen und getrocknet. Diese Flüssigkeit besteht aus einer Mischung von Elektrodenmaterialien und organischen Lösemitteln. Obwohl üblicherweise mit Heißlufttrocknung gearbeitet wird, bei der die LIB-Elektroden mit erhitzter Luft getrocknet werden, muss das Innere des Ofens konstant auf hoher Temperatur gehalten werden, um die Konzentration des organischen Lösemittels im Ofen kontrolliert unter den vorgeschriebenen Explosionsschutzgrenzen* zu halten, während gleichzeitig Außenluft zur Belüftung angesaugt wird. Daher macht der Energieverbrauch bei der Elektrodenherstellung etwa 45 % des Energieverbrauchs im gesamten LIB-Fertigungsprozess aus

Toray Engineering hat ein proprietäres Trocknungssystem entwickelt, das heiße Luft im Trocknungsofen umwälzt und wiederverwendet, um den Energieverbrauch in der LIB-Elektrodenfertigung gegenüber Wettbewerbssystemen zu reduzieren. Diese Technologie integriert den Trocknungsofen und die Auffangvorrichtung für organische Lösemittel in ein einziges System, um das Lösemittel aufzufangen sowie die Wärme zu zirkulieren und wiederzuverwenden, obwohl die im Trocknungsofen verwendete heiße Luft in der Vergangenheit durch eine Abgasbehandlung in einer Lösemittelauffangvorrichtung außerhalb der Fabrik geleitet wurde. Dieser Kreislauf ermöglicht es, den Energieverlust bei der Lösemittelabscheidung zu minimieren und problematische Phänomene zu vermeiden, die bei herkömmlichen Systemen auftreten, wie die Verflüssigung organischer Lösemittel in der Leitung durch die Außenluft.

Da die Anlage Warmluft umwälzt und wiederverwendet, können außerdem die Luftzufuhrkanäle zum Ansaugen von Außenluft sowie die Abluftkanäle zum Ableiten verbrauchter Luft in die Atmosphäre und die Vorrichtung zur Abgasbehandlung vereinfacht werden, um die Anschaffungskosten zu reduzieren.

Es wird erwartet, dass sich die LIB-Nachfrage im Vergleich zu 2022 bis 2030 etwa versechsfachen wird, was auf Faktoren wie den steigenden Anteil von Elektrofahrzeugen zurückzuführen ist. In diesem Zusammenhang tätigen die LIB-Hersteller hohe Investitionen, um ihre Fertigungskapazitäten zu steigern. Toray Engineering wird auf die positive Nachfrage nach entsprechenden Anlagen mit der Entwicklung und Einführung von Fertigungstechnologien reagieren, die zur Verwirklichung einer dekarbonisierten Gesellschaft beitragen.

Um eine kohlenstoffneutrale Gesellschaft zu schaffen, wird Toray Engineering durch den gezielten Einsatz seiner Technologie, technischen Expertise und Kompetenz Lösungen für alle Arten von Fertigungsherausforderungen anbieten.

Details der umweltverträglichen neuen Beschichtungsanlage für LIB-Elektroden:

1. Produktmerkmale: Rund 25 % Energieeinsparung im Vergleich zum herkömmlichen LIB-Elektrodenbeschichtungsverfahren (55 % Energieeinsparung in Kombination mit den Optimierungseffekten, die sich aus der Lockerung der kontrollierten Konzentrationsregelung für organische Lösemittel in den Ex-Schutz-Normen ergeben)
2. Technologische Merkmale:
   · Optimierung des Steuerungssystems für die Trocknung und Lösemittelabscheidung
   · Integration des Trocknungsofens und der Anlage zum Auffangen organischer Lösemittel
3. Anwendung: Beschichtung von LIB-Elektroden
4. Angestrebtes Auftragsvolumen:
   · 1,5 Milliarden Yen im Geschäftsjahr 2023
   · 5 Milliarden Yen im Geschäftsjahr 2026
5. Konzeptdarstellung der Beschichtungsanlage.

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