Dürr valide une technologie de revêtement à sec avec film autoporteur
Dürr a mis au point à Chassieu (près de Lyon) un nouveau type de revêtement à sec pour électrodes avec le X.Cellify DC : un film autoporteur de matière active recyclable à 100 % est créé jusqu'à ce qu'il soit laminé sur la feuille collectrice. Cela réduit considérablement les déchets de matière active.
La validation de concept de ce procédé ouvre la voie à des projets pilotes de l'ordre du gigawatt : dans un premier temps pour des batteries lithium-ion, puis à l'avenir, également pour des batteries solides. Jusqu'à présent, la production d'électrodes reposait presque exclusivement sur le revêtement humide, dans lequel le matériau cathodique et anodique est appliqué sous forme de solution sur des feuilles de métal, puis séché dans le cadre d'un processus très énergivore. La technologie mise au point par Dürr, en collaboration avec ses partenaires, n'exige pas d'utiliser des solvants ou des fours de séchage, car elle produit les électrodes à partir d'un mélange de poudre sèche. La matière sèche de batterie est pressée dans un film selon le processus Activated Dry Electrode® développé par le partenaire LiCAP Technologies. Le nouveau développement appelé X.Cellify DC couvre toutes les étapes du procédé : du dosage, à la formation du film et la densification, jusqu'au laminage sur la feuille collectrice.
Moins d'énergie, moins de déchets
Le revêtement à sec offre des avantages évidents par rapport au revêtement humide classique pour la production d'électrodes : il réduit l'encombrement jusqu'à 65 % et diminue la consommation d'énergie jusqu'à 70 %. Ces économies s'expliquent principalement par l'élimination des séchoirs et par la récupération des solvants.
Selon Bernhard Bruhn, vice-président de Global Business Unit Lithium Ion Battery chez Dürr, « comme nous n'avons pas besoin de feuille de support jusqu'à l'étape finale, nous pouvons réintégrer entièrement le film dans le processus s'il ne répond pas aux spécifications souhaitées. Grâce à cette boucle fermée, il n’y a pas de perte de matière active précieuse et nous réduisons considérablement les déchets : un point important dans la production de batteries », explique-t-il.
L'usine qui a permis la validation du concept se situe à Chassieu, près de Lyon, dans un environnement ambiant sec (salle anhydre) chez Ingecal, une société du groupe Dürr spécialisée dans la technologie de calandrage. Les calandres sont des machines équipées de rouleaux qui compriment les matériaux en une couche uniforme. Le revêtement à sec commence par la formation du film : une calandre horizontale transforme la poudre sèche en un film. On l’appelle « autoporteur » car il traverse la machine sans feuille de support. Lors de la deuxième étape, des calandres supplémentaires compriment le film selon l'épaisseur, la densité et la porosité souhaitées. Pour finir, un film est laminé de chaque côté de la feuille collectrice, ce qui produit l'électrode.
L'union fait la force
La nouvelle approche de revêtement à sec associe le savoir-faire de Dürr en fabrication d'électrodes et en intégration système, les calandres de haute précision de Dürr Ingecal et la technologie brevetée Activated Dry Electrode® signée LiCAP. « Pour passer à l'étape suivante, nous recherchons activement des partenaires pilotes dans l'industrie pour des projets à l'échelle du gigawatt. Cela nous permettra d’intégrer cette technologie dans des environnements de production réels, qu'il s'agisse de voitures électriques, de stockage fixe ou d'autres applications », considère Bernhard Bruhn. Dürr est ainsi prêt à s'associer à la prochaine génération de production de batteries, avec des solutions pour le revêtement humide et sec.
