Que diriez-vous si je vous révélais le processus secret de fabrication des batteries lithium-ion ? Ces petites merveilles technologiques qui nous permettent de profiter pleinement de nos appareils électroniques ne cessent de nous étonner. Dans cet article, je vais vous dévoiler les étapes clés de la fabrication de ces batteries. Préparez-vous à être époustouflé(e) !
Préparation de la boue
Dans la première étape, appelée préparation de la boue, les composants de la boue (liant, matériau actif, agent conducteur, solvants et additifs) sont mélangés pour former une solution uniforme avec les propriétés recherchées pour le processus de revêtement.
Revêtement et séchage
La prochaine étape consiste au revêtement et au séchage. À ce stade, la boue préparée est appliquée sur le collecteur de courant respectif (substrat) par revêtement en fente avec une épaisseur de film humide cible. Les collecteurs de courant sont des feuilles de cuivre, dans le cas de l’électrode positive, et des feuilles d’aluminium pour les électrodes négatives. Après le revêtement, les solvants de la boue doivent être éliminés des substrats. Enfin, le séchage s’effectue dans un four et un film sec est obtenu.
Calandrage
Deux rouleaux cylindriques compriment les électrodes (feuille métallique + film revêtu) lors de l’étape de calandrage. Ensuite, une pression importante est appliquée sur les rouleaux, ce qui réduit l’épaisseur de l’électrode. Pendant cette étape, la porosité est également réduite, ce qui entraîne une augmentation de la densité et de l’adhérence.
Découpe des électrodes
Les électrodes sont ensuite découpées selon la forme et les dimensions souhaitées pour les cellules. À cette étape, la découpe doit être nette pour éviter tout dysfonctionnement potentiel de la cellule. Des défauts courants tels que les bavures ou les résidus peuvent entraîner une protrusion du séparateur et un stress électrique local. Deux méthodes principales sont utilisées pour couper les électrodes : la découpe par estampage ou par couteau rotatif. Plus récemment, la découpe au laser a été introduite pour offrir une méthode sans contact, un temps de traitement plus rapide et une plus grande flexibilité dans les modifications de conception des cellules.
Assemblage des cellules
Les électrodes sont ensuite empilées les unes sur les autres avec le séparateur en couches successives pour former la batterie à cette étape. Le boîtier et le format de la batterie sont définis à ce stade. Il peut s’agir de formats cylindriques, prismatiques, à bouton ou pochette. À la fin de cette étape, les cellules sont prêtes à être remplies d’électrolyte et testées par la suite.
Remplissage de l’électrolyte et formation
À cette étape, les électrolytes sont introduits dans la cellule. Il s’agit d’un processus critique car il a un impact direct sur les performances de la batterie. Le processus de remplissage vise à injecter la quantité nécessaire d’électrolyte dans la cellule en un temps record. Généralement, les vides de la pile de cellules ne sont pas totalement remplis après le premier cycle de remplissage, ce qui nécessite des cycles ultérieurs. Cette étape est très longue et peut prendre quelques semaines avant qu’une batterie ne soit prête.
Et voilà ! Vous connaissez maintenant les secrets de fabrication des batteries lithium-ion. Ces batteries sont vraiment fascinantes, n’est-ce pas ? Utilisées dans de nombreux appareils électroniques, elles sont le résultat d’un processus complexe et minutieux. La prochaine fois que vous utiliserez votre téléphone portable ou votre ordinateur portable, vous aurez une toute nouvelle perspective sur ce qui se cache à l’intérieur.
