Lityum-iyon pil hücre üretiminde verimlilik

Dünyada her geçen gün daha da önem kazanan elektrifikasyon stratejilerinin merkezinde lityum-iyon pil hücreleri yer alıyor. Bu teknoloji, firmaların iddialı net sıfır emisyon hedeflerine ulaşmasına yardımcı olan önemli faktörlerin başında geliyor. Lityum-iyon pil hücrelerine yönelik hızla artan talebi karşılamak için üreticilerin, belirli çevre ayak izi ve kısa teslim süreleri paralelinde üretimi artırmaları gerekiyor. Veri odaklı, otomatikleştirilmiş üretim çözümleri sayesinde bu hedeflere ulaşmak artık daha kolay hale geliyor.

Elektrikli araçların (EV) sayısı hızla artarken, 2021 yılında dünya yollarındaki toplam elektrikli araba sayısı 16,5 milyon oldu. Aynı yıl yeni elektrikli araç satışları, küresel otomobil satışlarının yaklaşık yüzde 10'unu temsil eden 6,6 milyonluk yeni bir rekora ulaştı.

Geleneksel içten yanmalı karayolu taşımacılığından elektrikli araçlara geçiş, müşteri talebinin yanı sıra iddialı araç verimliliği ve karbondioksit standartları tarafından destekleniyor.

Önde gelen elektrikli araç pazarlarının çoğunda, bu araçların kullanımı 2025 yılına kadar günde 1,6 milyon varil petrolün yer değiştirmesine yol açabileceğinden (iki ve üç tekerlekli araçlar hariç) bu ulaşım araçları karbondan arındırma hedeflerine ulaşmanın anahtarı olarak görülüyor.

Açıklamada görüşlerine yer verilen Mitsubishi Electric Europe EMEA Lityum Pil Endüstrisinden Sorumlu Direktörü Klaus Petersen, lityum-iyon pil hücre üretiminde büyük veriden yararlanarak çevresel etkileri iyileştirirken, üretkenliğin ve iş hacminin hızla artmasına yardımcı olduklarını belirtti.

KAPASİTE 10 KAT ARTACAK

Ulaşım sektörüne hizmet veren lityum-iyon pil üreticileri için pazarda değerli fırsatların olduğunu aktaran Petersen, şunları kaydetti:

"EV pillerinin kapsadığı yıllık küresel kapasitenin bugün yaklaşık 340 GWh olduğu ve kapasitenin 2030'a kadar yılda 3 bin 500 GWh'nin üzerine çıkacağı tahmin ediliyor.

Elektrikli otomobillerin özünde; kontrol, koruma ve soğutma gibi kilit sistemlerle donatılmış bir modül oluşturmak için bir dizi hücrenin bir çerçeveye monte edildiği lityum-iyon pil paketleri bulunuyor.

Dolayısıyla bunlar yeni nesil ulaşım araçlarına güç sağlayan teknolojiler olarak öne çıkıyor. Lityum-iyon pil hücreleri ise ince bir aktif iletken malzeme tabakası ile kaplanmış metal folyo tabakalarından yapılıyor.

Bu iki bileşen, gözenekli bir film ve elektrolitlerle ayrılan pilin temel öğelerini, anot ve katodu oluşturuyor.

Pillere uygulamanın gerektirdiği şekli vermek için silindirik veya prizmatik bir şekilde düzenlenmiş çok sayıda anot ve katot katmanını birleştirmek gerekiyor.

Bu yapı, kurutma ve haddeleme aşamalarını içeren karmaşık ve hassas bir işlem olan kalenderleme ve metal folyonun kaplanmasıyla elde ediliyor.

Ardından folyonun şeritler halinde kesilmesini içeren malzemenin dilimlenmesi geliyor.

Son olarak, pil formatına bağlı olarak kalıpta kesilir, istiflenir veya sarılır ve ardından hat sonu testinden geçmeden önce son işlem adımlarına gönderilir."

'DAYANIKLI VE GELECEĞE YÖNELİK'

Petersen, pazara tutarlı ve yüksek kaliteli ürünler sunmanın yanı sıra doğru kapasite, voltaj ve direncin sunulmasını sağlamanın pil performansı ve güvenliğini belirlemek için gerekli olduğunu vurgulayarak, "Lityum-iyon pil hücre üretiminde pek çok kritik aşama yer alıyor. Bu nedenle üretici şirketler, çevresel etkilerini azaltırken, bugünün ve yarının hızla artan pazar taleplerini karşılayabilmek istiyorsa sağlam, dayanıklı ve geleceğe yönelik üretim varlıklarına yatırım yapmaları gerekiyor" ifadelerini kullandı.

Veri odaklı kalite güvence stratejilerinin şirketleri optimize edilmiş üretim ortamları geliştirmede desteklemek için çok uygun olduğunu belirten Petersen, şu değerlendirmelerde bulundu:

"Anormallikleri derhal işaretleyerek özellikle erken süreç adımlarında kalite eksikliklerini tespit edip önleyerek, üretim hattının ilerisindeki daha büyük sorunların önlenmesine yardımcı oluyorlar.

Bu da malzeme ve enerji kullanımını iyileştirirken standart dışı ve yetersiz lityum-iyon pil hücrelerinin hacmini azaltabiliyor.

Bu nedenle şirketlerin kullanılan süreçler, ekipman ve malzemeler hakkında önemli veriler üretebilen otomasyon cihazlarına yatırım yapması büyük önem taşıyor.

Mitsubishi Electric, lityum-iyon pil üreticilerine bu konuda son teknoloji çözümler sunuyor.

Örnek vermek gerekirse işlenmekte olan malzemelerin yüzeyini gerçek zamanlı olarak incelemek için yenilikçi bir çizgi tarama çubuğu ele alınabilir.

Cihaz, kaplanmış akım toplayıcının yüzey koşulları hakkında yüksek çözünürlüklü geri bildirim sağlamak için temaslı görüntü sensörü (CIS) teknolojisine sahip.

Şirketler, bunun ürettiği verileri işleyerek son derece yüksek çözünürlük ve doğrulukla lityum-iyon pil hücrelerinin kalitesini belirlemeye yardımcı olacak ve sonuçta nihai ürün kalitesini iyileştirecek önemli bir araçtan yararlanacak."

Petersen, bu cihazın Mitsubishi Electric'in temel operasyonel verileri oluşturmak için tasarlanmış kapsamlı endüstriyel otomasyon teknolojileri yelpazesindeki tek çözüm olduğunu aktararak, "Tahmine dayalı modeller geliştirmek veya iyileştirmek için tescilli AI markamız olan MAISART (Mitsubishi Electric's AI creates the State-of-the-ART in technology) kullanılarak özel yazılım platformları beslenebilir. Bütün bunlar nihayetinde daha sürdürülebilir uygulamalara olanak sağlayacak çalışmalar arasında yer alıyor" ifadelerini kullandı.