{"column":{"component":"Media","content":{"media":{"src":{"mobile":"/media/brmno5xj/battery-production.jpg?width=668\u0026height=0\u0026format=webp\u0026v=1db7309f3ac8030","tablet":"/media/brmno5xj/battery-production.jpg?width=1145\u0026height=0\u0026format=webp\u0026v=1db7309f3ac8030","desktop":"/media/brmno5xj/battery-production.jpg?width=1642\u0026height=0\u0026format=webp\u0026v=1db7309f3ac8030"},"alt":"Flow regelaars bij batterijproductie","type":"image","link":{},"width":668,"height":0},"caption":""}}}
Oplaadbare lithium-ion batterijen zijn nooit ver weg: in gadgets als smartphones en tablets, en in voertuigen als elektrische auto's en elektrische fietsen. De anode en kathode, en dus de materialen waaruit ze zijn gemaakt, bepalen grotendeels de capaciteit van deze batterijen.
Koolstof in de vorm van grafiet is altijd het werkpaard geweest als anodemateriaal voor lithium-ion batterijen. Silicium met ruimte voor meer lithiumionen dan koolstof klopt echter op de deur. Het feit is echter wel dat siliciumanodes bij het opladen en ontladen sterker opzwellen en krimpen dan grafiet, waardoor het materiaal mechanisch kwetsbaarder is. Om de goede eigenschappen van beide materialen te combineren, zijn silicium/koolstofcomposieten als anodemateriaal van groot belang en actief in ontwikkeling.
Bronkhorst instrumenten zijn essentieel bij de productie van silicium/koolstofcomposietanodes. Lees waarom.
Toepassingsvereisten
Het chemische dampdepositieproces (CVD) dat wordt gebruikt voor de productie van silicium/koolstofcomposietanoden vereist een optimale controle van de toevoer van precursors. Vooral een nauwkeurige flow regeling van de silaanprecursor is vereist, doorgaans met een nauwkeurigheid van 1% van de volle schaal. Bovendien moet deze nauwkeurigheid in de loop van de tijd behouden blijven, dus herhaalbaarheid is ook belangrijk. Speciale aandacht is vereist voor de zeer reactieve aard van silaan.
Belangrijke onderwerpen
Belangrijke onderwerpen
Betere controle van het CVD-proces, dus een betrouwbaarder proces
Hoge nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van met name de siliciumprecursor flow rate
Flexibiliteit door eenvoudige opschaling
Procesoplossing
In het CVD-proces voor de productie van silicium/koolstofcomposietanoden worden gasvormige verbindingen zoals silaan (SiH4), stikstof (N2) en acetyleen (C2H2) aan de verhitte reactor toegevoegd, waar ze reageren tot vaste silicium- en koolstofverbindingen die zich als composietmateriaal afzetten in een poreus koolstofsubstraat. De thermische EL-FLOW-massa flow regelaars van Bronkhorst
worden gebruikt voor deze precursortoevoer, ze zijn gekalibreerd om te passen bij het precursortype en het flowbereik.
In essentie is nauwkeurigheid een vereiste om het CVD-proces onder controle te houden. Het thermische principe van de EL-FLOW-serie zorgt voor een nauwkeurige toevoer van de precursors, met name voor silaan als hoofdprecursor. Er is een direct verband tussen thermische eigenschappen van de precursor en zijn massa. De EL-FLOW serie regelt de massa flow, deze wordt niet beïnvloed door fluctuerende procesomstandigheden zoals variaties in temperatuur of druk.
Bronkhorst heeft uitgebreide ervaring opgedaan met het gebruik van silaan als precursor, bijvoorbeeld in de markt voor fotovoltaïsche cellen (zonnecellen). Omdat het zeer reactief en gemakkelijk ontvlambaar is, maakt de EL-FLOW mass flow regelaar een veilige verwerking van deze gevaarlijke verbinding mogelijk. Als de zeer reactieve silaanbron bijvoorbeeld vervuild is met kleine hoeveelheden water en lucht, kunnen er kleine silica (SiO2) deeltjes in de silaan flow worden gevormd. Middelen zoals filters zijn beschikbaar om te voorkomen dat de binnenkant van de mass flow regelaar verstopt raakt. Bovendien wordt lekkage van lucht (O2) van buitenaf in de silaan flow voorkomen door een zeer goede lekintegriteit van de Bronkhorst instrumenten.
Omdat nauwkeurigheid de sleutel is in deze toepassing, is het gebruikte thermische principe van het Bronkhorst EL-FLOW instrument voor precursor massatoevoer beter dan differentiële druk flow regeling waarbij de nauwkeurigheid wordt beïnvloed door nulpuntdrift, vooral wanneer er poederdeeltjes in de sensor worden gegenereerd.
Als er robuustere massa flow regelaars voor deze toepassing nodig zijn, zijn er MASS-STREAM instrumenten beschikbaar. Deze werken met een soortgelijk thermisch flow regelprincipe en hebben ook een nauwkeurigheid van 1% van de volle schaal.
“Bronkhorst is onze voorkeursleverancier voor massaflowregeling. Hun hoge nauwkeurigheid, korte levertijden, stabiele en betrouwbare prestaties (ondersteund door 3 jaar garantie) en effectieve technische dienstverlening maken hen een uitstekende keuze voor ons.”
- Foshan SAPFIT Technology Co. Ltd -
Aanbevolen producten
MASS-STREAM
In-line Massa Flow Meter/Regelaar voor Industriële Gassen
Voor 0,01 - 10.000 ln/min
Nauwkeurigheid ***
On-board gasdatabase
Lage drukval
Bekijk assortiment
EL-FLOW Select
Lab-style Massa Flow Meter/Regelaar voor Gassen
Voor 0,014 mln/min - 1670 ln/min
Nauwkeurigheid ****
Best verkopende allrounder voor gevarieerde toepassingen
Geschikt voor drukken tot 400 bar
Bekijk assortiment
Gerelateerde artikelen
Flow meter voor waterstof opslag in LOHC
Flowvmeters & pompen worden gebruikt om waterstofopslag met warmteoverdrachtoliën als vloeibare organische waterstofdrager te onderzoeken. Lees meer!
Lees verder
Waterstofopslag in metaalhydride
Lees ons klantverhaal over waterstofopslag voor brandstofcellen met flow controllers in combinatie met Vary-P kleppen en druk controllers.
Lees verder
Bevochtiging van brandstofcellen
Ontdek het belang van bevochtiging in brandstofcellen en hoe Bronkhorst oplossingen biedt voor een nauwkeurige gasflowregeling.