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Wie Sie wissen, muss die Produktion von Li-Ionen Batterien bei sehr niedrigen (relativen) Feuchtigkeitswerten unter 1%, beziehungsweise bei einem Taupunkt von -40°C bis -60°C,  stattfinden, um die bestmögliche Qualität und vor allem notwendige Sicherheit zu gewährleisten. Ohne die richtige Entfeuchtungslösung wird Ihre Herstellung schnell zu einem Katalysator für verminderte Batteriequalität, -Leistung und -Haltbarkeit und Ihr Arbeitsumfeld zu einer ernstzunehmenden Sicherheitsgefährdung. Es besteht nämlich das Risiko, dass eine Reaktion zwischen dem Metall und dem vorherrschenden, unkontrollierten Wasserdampf zu gefährlichen Kombinationen von Lithiumhydroxid, Wasserstoff und Wärme führt. Zielwerte von -60°C, also eine relative Luftfeuchtigkeit von 0,5%, sind daher üblich, um dies zu vermeiden. 

Nur verbraucht die Beibehaltung solcher Bedingungen mit einem gewöhnlichen Adsorptionstrockner Unmengen an Energie, welche ebenso hohe Betriebs-, Wartungs-, und Instandhaltungskosten mit sich ziehen. Da diese Trocknungsmethode sogenannte Hoch-Exergie-Quellen, wie Dampf, Gas und Elektrizität benötigt, die hochwertige und leicht umwandelbare Energie bieten, aber dementsprechend teurer ausfallen, kann man in den meisten Li-Ionen Batteriebetrieben gut 60% ihrer Produktionsenergie auf den Betrieb einer einzelnen Maschine zurückzuführen. 

Sogar die Feuchtigkeit von und an Betriebsarbeitern beeinflusst das sensible Klima erheblich und so ist die inkonsistente Kontrolle der Produktionsbedingungen und die damit verbundene schwankende Batteriequalität ein verbreitetes Problem.

Das Ziel ist es, die zuverlässige und sorgfältige Kontrolle der Herstellungsbedingungen in Trockenräumen zu erschwinglichen Kosten und einem möglichst geringem Aufwand zu gewährleisten und dabei die Luft in den Trockenräumen bei Taupunkten zu halten, die weit unter denen der Umgebungsluft liegen.

Aber wie? 

Drei sind besser als einer: Cotes Adsorptionstechnologie

3 rotor setup

Der Cotes CLD Adsorptionsentfeuchter unterscheidet sich in seinem Aufbau insofern von herkömmlichen Trocknern, dass dieser drei statt nur einem Rotor benutzt, um effizienter zu entfeuchten. In dieser Struktur wird die getrocknete Luft zurück durch den Entfeuchter geleitet, wodurch weniger zusätzliche Energie für das Erhitzen der Rotoren benötigt wird und damit Kosten und der Energieaufwand des Trockners generell gesenkt werden. 
 
Das Cotes Modell wird nicht nach Bedingungen, sondern nach Bedarf entwickelt und kann so
 
  • mit angepassten Einheiten erweitert werden, die modernste Überwachungs- und Steuerungssysteme für maximale Flexibilität beinhalten können 
  • Konfigurationen von Taupunkten bis zu -90°C ermöglichen, was Ihnen mehr Spielraum für unvermeidliche Einflüsse auf das Produktionsklima gibt und damit zu weniger Ausfällen führt
  • in und an Ihre bestehenden Energiesysteme integriert werden, was Kosten und Aufwand verringert
Die Entfeuchtung eines trockenen Raumes kann durch intelligente Regeneration von Luft und überschüssiger Wärme mit einer Effizienz von bis zu 3 kWh/kWh (Energie, die zur Erzeugung von einem Kilowatt Batteriekapazität verbraucht wird) durchgeführt werden. Häufig wird jedoch eine herkömmliche und ungeeignete Entfeuchtungslösung gewählt, die bis zu 12 kWh/kWh oder sogar mehr verbraucht. Die folgende Abbildung vergleicht den kWh-Energieverbrauch pro kWh-Batterie, die für eine optimale Trockenraumumgebung mit 1,2- oder 3-Rotor-Aufbau benötigt wurde und zeigt, dass das Cotes CLD Modell für Ihre Energieeinsparung und Maximierung der Gewinnmarge unverzichtbar ist.
 
Lithium-ion Graph German

 

Die Verbesserung Ihrer Energieeffizienz mit nur 9 kWh/kWh hat eine enorme Auswirkung auf Ihre Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit. Für eine 8-GW-Fabrik entspricht dies jährlichen Einsparungen von 72.000.000 kWh und ca 2,9 Millionen EUR (angenommener Strompreis: 0,04 EUR/kWh). 


Wie ist das möglich?

Wunder bewirken mit Adsorptionstechnologie

Der CLD Cotes Entfeuchter bietet Ihrem Unternehmen drei entscheidende Vorteile in der Herstellung von Li-Ionen Batterien:


  1. Geringere Energiekosten: Indem wir mit dem CLD einen Großteil der benötigten Energie aus sogenannten Niedrig-Exergie-Quellen wie Abwärme, Sonnenkollektoren oder anderen kostengünstigen, thermischen Energieträgern beziehen, helfen wir Ihnen, bis zu 44% Ihrer derzeitigen Energiekosten einzusparen. 
  2. Geringerer Energiebedarf: Da der innovative Drei-Rotor-Aufbau bereits extrem getrocknete Prozessluft erzeugt und wiederverwendet, muss der größte der drei Rotoren nur noch wenig aufgeheizt werden, um Feuchtigkeit zu beseitigen! Das bedeutet, dass Sie nur sehr geringe zusätzliche Wärmeeinträge benötigen, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Sie können bis zu 73% Ihres Energieverbrauchs für sicherere Trockenräume einsparen. 
  3. Geringere Umweltbelastung: Luftentfeuchter von Cotes können Ihren bestehenden Energieverbrauch anzapfen und billigere thermische Energiequellen nutzen, z. B. wiederverwertete/recycelte Abwärme aus anderen Bereichen Ihrer Einrichtung und damit Ihren CO2-Ausstoß jährlich um mehrere Tonnen vermindern.


Wie viel Energie (kWh) benötigt der Hersteller insgesamt für eine kWh-Batterie?

  Markt Standard
H2 2020
Mit einem Cotes Entfeuchter  Einsparungen

Bergbau 

250 

250 

- 

Trocknen/Beschichten/ Lösungsmittel

19 

19 

- 

Entfeuchter für Trockenräume

23* 

7 

69,6% 

Klimaanlagen u.ä.

3

3

 

Andere 

17 

17 

 

Gesamt ohne dem Bergbau-Segment

62 

46 

25,8% 

Gesamt mit dem Bergbau-Segment

312 

296 

5,1% 

 

*In der Forschung von Kelly Dehumidifiers and Aircon/HVAC wird der Wert auf 26 Kwh gesetzt. Cotes geht von Aircon/HVAC 3 aus und hat zur Erleichterung des Vergleichs eine Unterteilung vorgenommen. 

 
 

Bessere Produktionsbedingungen führen zu besserer Qualität

Mit mehr als 100 in Betrieb genommenen Entfeuchtern für die Herstellung von Lithium-Ionen Batterien und unserer Zusammenarbeit mit einer Vielzahl an europäischen Herstellern, die uns in diesen Prozessen unterstützen, ist es Cotes möglich, Ihnen kostengünstigere, effizientere, umweltfreundlichere und sicherere Produktionsleistungen zu versprechen und zu liefern.  

Da Produktionsbedingungen und Qualität Hand in Hand gehen, ist es auch klar, dass Ihre verbesserte – und einfacher zu kontrollierende – Produktionsleistung, neben den enormen Kosten- und Energieeinsparungen, auch zu höherer Elektrolytleistung und Haltbarkeit Ihrer Li-Ionen-Batterien führen. 

 

Wenn Sie diese Vorteile für Ihren Betrieb noch besser verstehen und nutzen wollen, wenden Sie sich gerne an einen unserer Experten und setzen Sie sich noch heute mit uns in Verbindung.

Referenzen:

  • Dai, J. C. Kelly, L. Gaines, M. Wang, Life cycle analysis of lithium-ion batteries for automotive applications.Batteries. 5 (2019), doi:10.3390/batteries5020048.
  • C. Kelly, Q. Dai, M. Wang, Globally regional life cycle analysis of automotive lithium-ion nickel manganese cobalt batteries.Mitig. Adapt. Strateg. Glob. Chang., 371–396 (2019).
  • Cotes