Les usines de batteries au lithium peuvent-elles utiliser des compresseurs d’air à huile ?

Exigences en matière de qualité de l’air comprimé pour la production de batteries au lithium

Le procédé de fabrication des batteries au lithium impose des exigences très élevées en matière d’environnement de production. Au cours des étapes clés que sont le dépôt de la couche active, l’enroulement et l’injection de l’électrolyte, l’air comprimé entre en contact direct avec les électrodes ou l’intérieur des cellules. Si cet air comporte des traces d’huile, d’humidité ou de particules solides, cela peut compromettre la stabilité chimique de la batterie, entraîner des courts-circuits internes, une dégradation de la capacité, voire provoquer des accidents graves tels que des débordements thermiques. Par conséquent, les usines de batteries au lithium imposent des normes extrêmement strictes en matière de pureté de l’air comprimé, exigeant généralement une absence totale d’huile, un point de rosée très bas et une propreté sans poussière.

Risques liés à l’utilisation de compresseurs d’air lubrifiés dans une usine de batteries au lithium

Lors du fonctionnement d’un compresseur à vis lubrifié, l’huile de lubrification se retrouve inévitablement mélangée à l’air comprimé. Même après purification par des équipements de post‑traitement, il est difficile d’obtenir une absence totale de résidus d’huile. Dès qu’une quantité infime d’huile pénètre dans la ligne de production des batteries au lithium, cela entraîne les risques graves suivants:

• Électrode de pollution et électrolyteLes composés lipidiques modifient les propriétés physico-chimiques de la surface des électrodes, altèrent l’efficacité d’imprégnation de l’électrolyte et entraînent une augmentation de la résistance interne de la batterie ainsi qu’une réduction de sa durée de vie en cyclage.
• Provoquer des risques pour la sécuritéLes résidus d’huile à l’intérieur de la batterie peuvent constituer des impuretés, perforer le séparateur et provoquer des micro‑court‑circuits; au cours des cycles de charge‑décharge, ils risquent facilement d’entraîner une défaillance thermique, pouvant aboutir à un incendie ou à une explosion.
• Augmenter les coûts de productionL’augmentation du taux de produits défectueux due à la contamination par les hydrocarbures entraîne une forte hausse des coûts de traitement des rebuts et du gaspillage de matériaux.

Gestion différenciée des éléments essentiels et des éléments non essentiels

Lorsqu’il s’agit d’évaluer l’adéquation d’un compresseur d’air lubrifié, il convient de distinguer les différents postes de consommation d’air au sein de l’usine:

• Étape centrale de la production: telles que le coating, l’enroulement, le remplissage d’électrolyte, la formation, etc., qui sont des étapes impliquant un contact direct avec la cellule.L’utilisation de compresseurs d’air à huile est strictement interdite., il est impératif d’utiliser une source de gaz comprimé conforme à la norme zéro huile de classe 0.
• Éléments auxiliaires non essentiels: Dans les opérations ne nécessitant pas de contact direct avec les cellules, telles que l’alimentation des outils pneumatiques, le nettoyage extérieur des équipements ou l’emballage des produits finis, il est théoriquement possible d’utiliser des compresseurs d’air lubrifiés.

Toutefois, dans la planification concrète des usines, afin d’éviter les raccordements erronés des canalisations, les contaminations croisées et de simplifier la gestion, la grande majorité des usines de batteries au lithium optent pour l’installation, sur l’ensemble du site, d’un système de compresseurs d’air sans huile.

Conseils pour le choix d’un compresseur d’air dans une usine de batteries au lithium

Afin d’assurer la qualité des produits et la sécurité de la production, les usines de batteries au lithium doivent respecter les principes suivants lors du choix des compresseurs d’air:

• Privilégiez les modèles sans huile.Dans les zones d’alimentation en air comprimé essentielles, il convient d’utiliser des compresseurs à vis sans huile ou des compresseurs centrifuges sans huile, afin d’éliminer dès la source toute contamination par l’huile.
• Amélioration du système de post-traitementOutre l’absence d’huile dans le compresseur, il convient également d’équiper l’installation d’un sécheur frigorifique performant, d’un sécheur à adsorption ainsi que de filtres de précision, afin de garantir que le point de rosée et la propreté de l’air comprimé respectent les normes requises.
• Conception de circuits indépendants: Si des zones non essentielles de l’usine nécessitent l’utilisation d’un compresseur d’air lubrifié, il est impératif d’établir un réseau de distribution d’air totalement indépendant, et toute connexion physique avec le réseau d’air destiné aux processus de production essentiels est strictement interdite.