Batteries
De nombreuses années d’expérience et d’applications bio-basées ont permis à Jongia de s’imposer dans le secteur commercial en pleine croissance du marché de l’énergie. Les équipements de mélange et de brassage de Jongia respectent des critères stricts concernant les valeurs d’émission, la tolérance d’alignement des arbres et la précision de rotation.
Produits chimiques pour batteries avec la technologie de mélange Jongia !
Les produits chimiques pour batteries peuvent être classés en trois grandes catégories,
- électrolytes pour batteries lithium-ion secondaires,
- électrolytes pour les batteries lithium primaires,
- Électrolytes pour les super-condensateurs.
En tant que l’un des quatre constituants essentiels des batteries lithium (c’est-à-dire anode, cathode, séparateur, électrolyte), les électrolytes pour batteries lithium-ion sont composés de solvant, de soluté de sel de lithium et d’additifs.
Responsable du transport des lithium-ions, il est considéré comme le « sang » de la batterie, agissant comme un facteur critique pour garantir une haute tension, une énergie spécifique élevée et d’autres avantages des batteries lithium-ion.
Electroclyte pour un million de voitures électriques
Un grand fabricant chinois de batteries Un grand fabricant chinois de batteries fabrique des électrolytes, le principal composant des batteries lithium-ion, depuis plus d’un siècle. Aujourd’hui, c’est la méthode la plus populaire pour alimenter les voitures électriques et les appareils électroniques tels que les smartphones, ordinateurs portables, casques Bluetooth et pacemakers. Ces batteries sont plus performantes tout en étant plus écologiques et conviviales : elles ont une durée de vie plus longue et une forte densité énergétique…
L’objectif principal de l’usine de production d’électrolytes en Pologne est le marché automobile et les voitures électriques en particulier. Avec cette nouvelle usine, la Pologne et la Srem jouent en particulier un rôle important dans la production européenne de batteries lithium pour voitures électriques. Jongia a été chargé de fournir les agitateurs pour le procédé de production des électrolytes. Avec un certain nombre d’agitateurs conçus sur mesure pour chaque cuve de procédé et équipés pour la production d’électrolytes, Jongia s’est avéré être le choix idéal pour les agitateurs sur le marché de la production de batteries à électrolytes !
Mélange des éléments pour la production de batteries
Mélangeur polyvalent à hélices pour la production de batteries
L’hélice est un cheval de bataille dans la production de boues d’électrodes par batterie, conservant les matériaux actifs, les liants et les additifs conducteurs en suspension uniforme à l’intérieur des récipients de mélange de boues. Son écoulement axial empêche la tasse et assure une répartition uniforme de chaque composant tout au long du lot. Économe en énergie et fiable, il s’adapte aux variations de viscosité typiques de la production de batteries sans perdre de performance.
Hydropropulseur à haute capacité pour la production de batteries
L’Hydroprop offre une capacité de pompage exceptionnelle avec un apport énergétique minimal, ce qui le rend idéal pour les grands récipients de mélange de boues en production de boues d’électrodes par batterie. Il assure un renouvellement complet du réservoir, élimine les gradients de température et maintient la matière active, le liant et les additifs conducteurs dans un état stable et homogène. Sa conception rationalisée réduit les coûts d’exploitation tout en soutenant une production continue et à fort volume de batteries.
Hydroptère à haut débit pour la production de batteries
L’hydroptère génère un écoulement axial à fort volume, ce qui en fait une solution puissante pour les grands récipients de mélange de boues dans la production de boues d’électrodes par batterie. Elle empêche la stratification thermique et maintient les matériaux actifs, les liants et les additifs conducteurs en mouvement stable avec un minimum de turbulence. Le profil optimisé des pales transforme efficacement la puissance de propulsion en mouvement fluide, soutenant une homogénéisation constante à l’échelle industrielle.
Goupille hydropîle renforcée pour la production exigeante de batteries
La goupille hydroptère combine des performances éprouvées d’hydroptère avec des broches renforcées pour les substrats plus résistants rencontrés dans la production de boue d’électrodes sur batterie. Sa conception structurelle gère des zones à forte viscosité et à forte densité solide où les hélices standards peuvent avoir du mal, notamment lorsque la dispersion uniforme des particules sans tasse devient critique. Il offre un mélange fiable là où la matière active, le liant et les additifs conducteurs sont difficiles à manipuler.
Turbine à flux axial fiable pour la production de batteries
La turbine à flux axial est un polyvalent fiable pour la production de boues d’électrodes sur batterie, assurant une répartition uniforme de la chaleur et des additifs dans les cuves de mélange de boue. Il empêche les zones stagnantes et maintient les matériaux actifs, les liants et les additifs conducteurs en mouvement constant à travers le récipient. Sa conception robuste et économique en fait un choix privilégié pour un fonctionnement stable et continu dans la production de batteries.
Turbine soudée robuste pour la production de batteries
Conçue pour une durabilité maximale dans la production continue de boue d’électrodes par batterie, cette turbine soudée élimine les connexions boulonnées pour une intégrité mécanique supérieure. Son profil lisse résiste à l’accumulation de matières actives, de liants et d’additifs conducteurs, et facilite le nettoyage et l’entretien dans les récipients de mélange de boues. C’est le choix privilégié pour la production industrielle de batteries qui exigent de longs intervalles de service et une grande fiabilité.
Broche de turbine à flux axial pour une production de batteries difficile
Adaptée à la production de boue d’électrodes sur batterie impliquant des matériaux fibreux ou une forte teneur en solides, cette turbine utilise des broches renforcées pour couper une dispersion uniforme des particules sans se déposer. Il maintient une zone de mélange efficace même lorsque la composition des matériaux actifs, des liants et des additifs conducteurs varie d’un lot à l’autre. Un élément essentiel pour les installations traitant des substrats incohérents ou exigeants dans la production de batteries.
Turbine Rushton pour la dispersion intensive de la production de batteries
La turbine Rushton est la norme industrielle pour le travail gaz-liquide à haute cisaillement dans la production de boues d’électrodes par batterie. Il excelle dans la dispersion des gaz, catalyseurs et additifs dans des matériaux actifs, des liants et des additifs conducteurs à l’intérieur des récipients de mélange de boues, maximisant ainsi le transfert de masse à chaque étape. Le choix préféré lorsque des conditions de réaction intenses et une puissance élevée sont nécessaires.
Turbine concave pour un mélange efficace de gaz dans la production de batteries
La turbine concave est une évolution avancée du design Rushton, offrant une meilleure gestion des gaz dans la production de boues d’électrodes sur batterie. Ses pales concaves empêchent les inondations de gaz dans les récipients de mélange de boues et assurent une consommation d’énergie stable, même à des taux élevés de gaz avec des matériaux actifs, des liants et des additifs conducteurs. Idéal lorsque l’interaction gaz-liquide fiable est cruciale pour le résultat du processus.
Turbine à dispersion pour émulsions de production de batteries
La turbine à dispersion fournit le mélange à haute cisaillement nécessaire pour créer des dispersions et émulsions stables dans la production de boue d’électrodes de batterie. Il décompose les agglomérats et assure une distribution fine des particules des matériaux actifs, des liants et des additifs conducteurs dans les récipients de mélange de boues. Un élément clé pour produire des batteries avec une texture cohérente et des performances finales fiables.
Applications de l’Enegry
Mélange des éléments pour la production de batteries
Une batterie est un appareil qui maintient une charge. Il se compose de trois parties : l’électrode positive (anode), l’électrode négative (cathode) et une solution électrolytique. Par exemple, lorsque vous appuyez sur un bouton d’une lampe torche, l’électricité circule de la borne négative vers la borne positive à travers la batterie et l’ampoule. Cela s’explique par le fait que la pile contient des substances chimiques permettant aux électrons de passer du côté négatif au côté positif. De plus, il existe une solution électrolytique qui permet de déplacer des ions sodium chargés positivement (Na+) du côté négatif vers le côté positif. Tant qu’il y a suffisamment d’énergie stockée dans la batterie, un courant électrique continue de circuler à travers la cellule.
La chimie d’une batterie dépend du type de réaction qui se produit à l’intérieur de la cellule. Il existe quatre principaux types de chimie de batterie : plomb-acide, nickel-cadmium, lithium-ion et zinc-air. Chaque chimie de batterie produit un ensemble unique de caractéristiques. Par exemple, les batteries au plomb ont une faible capacité, des taux d’auto-décharge élevés et une faible durée de conservation. En revanche, les batteries lithium-ion ont des capacités spécifiques très élevées, une bonne durée de vie et une excellente sécurité.
La chimie d’une batterie
Une batterie en fait, c’est une chose très simple – juste un récipient rempli de produits chimiques qui stockent des électrons. Lorsque vous connectez la borne positive d’une batterie à quelque chose qui veut émettre des électrons, comme une ampoule, vous créez de l’électricité. Et quand vous connectez la borne négative de la batterie à quelque chose qui a besoin d’électrons, comme un moteur, vous produisez de l’énergie.
Alors, comment fonctionnent les batteries ? Eh bien, il y en a plusieurs types différents. Mais commençons par le type le plus simple – la batterie à cellule unique. Ce sont celles utilisées dans la plupart des appareils électroniques portables, tels que les téléphones portables, ordinateurs portables, tablettes et appareils photo. Ils consistent en une seule cellule électrochimique.
Ensuite, nous avons la batterie multi-cellules. Celles-ci sont utilisées dans les appareils plus grands qui consomment beaucoup d’énergie, comme les voitures, les bateaux et même les avions. Ils contiennent généralement plusieurs cellules électrochimiques reliées en série. Par exemple, une voiture peut avoir six batteries au plomb de 12V câblées en série. Cela nous donne 24 volts, assez pour faire tourner une petite voiture électrique.
Enfin, nous arrivons au grand succès de toutes les batteries : la batterie rechargeable. Celles-ci servent à fournir une alimentation de secours en cas d’urgence. Vous les branchez sur une prise murale, et ils prennent la relève de votre prise habituelle 
alimentation principale. Si le courant principal est coupé, vous avez toujours accès à l’électricité.
Les piles rechargeables sont idéales car vous n’avez pas à vous soucier de remplacerles piles DAD.
Mais que se passe-t-il à l’intérieur d’une batterie ? Voyons voir.
Une batterie en fait, c’est une chose très simple – juste un récipient rempli de produits chimiques qui stockent des électrons. Lorsque vous connectez la borne positive d’une batterie à quelque chose qui veut émettre des électrons, comme une ampoule, vous créez de l’électricité. Et quand vous connectez la borne négative de la batterie à quelque chose qui a besoin d’électrons, comme un moteur, vous produisez de l’énergie.
Alors, comment fonctionnent les batteries ? Eh bien, il y en a plusieurs types différents. Mais commençons par le type le plus simple – la batterie à cellule unique. Ce sont celles utilisées dans la plupart des appareils électroniques portables, tels que les téléphones portables, ordinateurs portables, tablettes et appareils photo. Ils consistent en une seule cellule électrochimique.
Ensuite, nous avons la batterie multi-cellules. Celles-ci sont utilisées dans les appareils plus grands qui consomment beaucoup d’énergie, comme les voitures, les bateaux et même les avions. Ils contiennent généralement plusieurs cellules électrochimiques reliées en série. Par exemple, une voiture peut avoir six batteries au plomb de 12V câblées en série. Cela nous donne 24 volts, assez pour faire tourner une petite voiture électrique.
Enfin, nous arrivons au grand succès de toutes les batteries : la batterie rechargeable. Celles-ci servent à fournir une alimentation de secours en cas d’urgence. Vous les branchez sur une prise murale, et elles prennent le relais de votre alimentation électrique habituelle. Si le courant principal est coupé, vous avez toujours accès à l’électricité. Les piles rechargeables sont parfaites car vous n’avez pas à vous soucier de remplacer les piles déchargées.
Électrodes
L’anode et la cathode sont les deux pôles d’une batterie. Ils sont importants car sans eux, il n’y aurait pas de flux d’électricité.
Les anodes et cathodes sont généralement des métaux ou un autre matériau qui conduit bien l’électricité. Par exemple, les plaques de plomb fonctionnent très bien comme anodes dans les batteries. Le zinc fonctionne bien comme cathode.
Électrolyte
La batterie elle-même est un ensemble de plaques métalliques séparées par un isolant. Ces plaques sont appelées électrodes car elles agissent comme de petites « plaques » qui collectent les électrons et les envoient dans la réaction chimique. Les électrodes sont généralement fabriquées en cuivre, nickel, aluminium, zinc ou plomb.
Un électrolyte est ce qui fait fonctionner l’ensemble. C’est un fluide qui permet le passage d’ions chargés positivement. C’est important car sans électrolyte, il n’y aurait pas assez de conductivité pour déplacer les électrons. Sans électrolyte, vous auriez une batterie vide.
Nous utilisons un électrolyte pour s’assurer que les électrons ne s’échappent pas simplement dans l’espace. S’ils le faisaient, la batterie perdrait sa capacité à stocker de l’énergie. Donc l’électrolyte maintient tout ensemble.
Réactions chimiques
La réaction chimique qui se produit à l’intérieur des batteries s’appelle l’oxydation-réduction. L’oxydation consiste à démonter quelque chose et à le réduire à des composants plus simples. Réduire les choses les rend généralement plus petites et plus légères. La réduction a généralement lieu en présence d’oxygène.
Les agents oxydants sont des substances chimiques qui provoquent le processus inverse : décomposer les substances et les faire grossir. Dans le cas d’une batterie, les oxydants sont des substances chimiques comme l’hydroxyde de potassium qui réagissent avec des métaux comme le zinc pour former des composés comme l’oxyde de zinc. Ces oxydes sont ce que nous appelons des cathodes.
Les réducteurs sont des substances chimiques qui agissent comme des catalyseurs, accélérant le processus de réduction. Ils sont souvent utilisés car ils ne réagissent pas avec la dégradation du métal. Un exemple de réducteur est l’acide sulfurique. L’acide sulfurique réagit avec l’hydrogène pour produire de la vapeur d’eau. La vapeur d’eau ne fait pas grand-chose à part s’évaporer. Mais lorsqu’il le fait, il emporte les atomes d’hydrogène qui autrement iraient décomposer le métal. Cela laisse derrière lui le composé métallique — l’oxyde — ainsi que quelques protons libres, qui se combinent avec les électrons émanant du métal pour former des particules chargées positivement appelées cations.
Lorsque les électrons atteignent l’électrode positive, ils sont capturés par les molécules de carbone présentes, formant des particules chargées négativement appelées anions. Pour l’instant, tout semble assez normal.
Mais maintenant, nous arrivons là où la magie opère. Si la batterie est complètement chargée, les anions et les cations sont équilibrés, et aucune charge ne circule. Cependant, si la batterie n’est pas complètement pleine, certains anions finissent par s’écouler vers l’électrolyte. Tant qu’il reste assez d’anions dans l’électrolyte, la batterie fonctionnera très bien. Mais une fois les anions épuisés, la batterie cesse de fonctionner.
C’est pourquoi la plupart des batteries modernes utilisent un séparateur pour empêcher les anions de se mélanger avec les cations. Les séparateurs sont des matériaux poreux qui laissent passer les anions mais empêchent les cations de se mélanger.
Si vous avez déjà vu une batterie de voiture, vous savez à quel point une bonne étanchéité est importante pour éviter que les anions ne fuient. Le boîtier d’une batterie est conçu pour empêcher l’air d’entrer, mais un séparateur empêche les anions de s’échapper.
Chiffres de production des batteries
Les batteries lithium-ion sont sur le point de devenir la solution dominante de stockage d’énergie dans les prochaines décennies, selon un rapport publié par BNEF. Le cabinet d’études de marché prévoit que la production mondiale de batteries lithium-ion passera d’environ 50 gigawatts aujourd’hui à plus de 278 gigawatts par an d’ici 2023.
Cette croissance est largement portée par la baisse des coûts, associée à une demande croissante pour les véhicules électriques et la production d’énergie renouvelable. Mais bien que le coût des batteries lithium-ion ait chuté de façon spectaculaire depuis 2010, le prix de la matière première elle-même est resté relativement stable. Pour mettre cela en perspective, le prix moyen du carbonate de lithium, l’un des principaux composants utilisés pour fabriquer les batteries, est passé de 6 000 $ la tonne en 2011 à un peu moins de 4 500 $ en 2017. Cela suggère que l’industrie pourrait bientôt connaître une augmentation spectaculaire de l’offre, même si le monde doit encore trouver des moyens de stocker de grandes quantités d’électricité produites par les éoliennes et les panneaux solaires.
En plus de la baisse des coûts, les batteries lithium-ion offrent également des avantages tels qu’une légèreté et une capacité à résister à des températures élevées. Ces qualités les rendent idéaux pour stocker l’énergie produite par des énergies renouvelables intermittentes comme l’éolien et le solaire.
Questions fréquemment posées
Quelles sont les principales catégories de produits chimiques pour batteries ?
Les produits chimiques des batteries peuvent être classés en trois grandes catégories : électrolytes pour les batteries lithium-ion secondaires, électrolytes pour les batteries lithium primaires, et électrolytes pour les super-condensateurs. Chaque catégorie joue un rôle crucial dans la performance et l’efficacité des différents types de batteries.
Quel est le rôle de l’électrolyte dans les batteries lithium-ion ?
L’électrolyte des batteries lithium-ion, composé d’un solvant et d’un sel de lithium, est essentiel au transport des ions lithium. Il agit comme le « sang » de la batterie, garantissant une haute tension et une énergie spécifique, ce qui contribue aux performances globales et aux avantages de la batterie.
Quel rôle joue Jongia dans la production de batteries ?
Jongia fournit des agitateurs sur mesure pour le procédé de production d’électrolytes dans une nouvelle usine en Pologne. Notre équipement est conçu pour répondre aux besoins uniques de la production d’électrolytes, renforçant la réputation de Jongia comme acteur clé sur le marché de la production de batteries.
Quels sont les composants d’une batterie ?
Une batterie se compose généralement de trois parties : l’électrode positive (anode), l’électrode négative (cathode) et la solution électrolytique. Ces composants fonctionnent ensemble pour faciliter la circulation électrique lorsqu’ils sont connectés à un appareil.
Comment les batteries lithium-ion sont-elles censées évoluer à l’avenir ?
Les batteries lithium-ion devraient dominer les solutions de stockage d’énergie, la production mondiale devant augmenter considérablement. Les avancées technologiques et la demande croissante pour les véhicules électriques et les énergies renouvelables stimuleront cette croissance, rendant les batteries plus efficaces et rentables.
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Tom Pruymboom
