FR3166758A1 - Dispositif de revêtement d’un substrat métallique et son procédé - Google Patents
Dispositif de revêtement d’un substrat métallique et son procédéInfo
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Abstract
Dispositif (1) de revêtement d’un substrat (2) métallique pour la fabrication d’électrodes destinées à des cellules de batteries électriques pour véhicules à propulsion électrique comprenant :- un premier rouleau (3) de calandrage rotatif selon un premier sens (5) de rotation, - un deuxième rouleau (4) de calandrage rotatif selon un deuxième sens (6) de rotation opposé au premier sens (5) de rotation, le premier rouleau (3) et le deuxième rouleau (4) étant agencés en regard et à distance l’un de l’autre de sorte à définir un passage pour le substrat (2) métallique,- au moins un premier dispositif (8) d’alimentation d’au moins un matériau (9) actif dépourvu de solvant sur le premier rouleau (3), et- au moins un premier moyen (13) de contrôle d’une épaisseur de matériau (9) actif sur le premier rouleau (3).
Figure pour l'abrégé : Figure 1
Description
L’invention concerne le domaine des batteries électriques métal-ion rechargeables pour véhicules électriques.
En particulier l’invention concerne un dispositif de revêtement d’un substrat métallique par au moins au matériau actif dépourvu de solvant.
L’invention concerne aussi un procédé de revêtement d’un substrat métallique pour la fabrication d’électrodes.
Les cellules de batteries électriques sont formées à partir d‘un assemblage d’électrodes de polarité opposée séparées les unes des autres par un film séparateur poreux. L’empilement d’électrodes est agencé dans un boitier ou un sachet, remplis d’un électrolyte.
Les électrodes sont fabriquées à partir d’un substrat métallique, ledit substrat métallique est ensuite revêtu d’une encre contenant au moins un matériau actif et au moins un solvant.
Les substrats métalliques sont revêtus au moyen d’un dispositif de revêtement. Les substrats métalliques sont ensuite séchés afin d’éliminer le solvant. Le séchage est réalisé dans un four de séchage dans lequel les électrodes sont chauffées et défilent en continu. Le séchage des électrodes est énergivore. L’élimination du solvant a donc un impact financier et environnemental significatif. De plus, les solvants peuvent être cancérigènes, mutagènes et reprotoxiques, ce qui représente un danger pour les opérateurs.
Afin de s’affranchir de l’utilisation de solvants dans les encres, les industriels ont mis au point une technique de revêtement sans solvant connue sous l’expression anglo-saxonne « dry process ». Cette technique de revêtement consiste à déposer du matériau actif et des additifs, dépourvus de solvant sur un substrat métallique. Le substrat et le matériau actif sont passés à travers une calandreuse comprenant deux rouleaux contrarotatifs. Dans ce qui suit, le matériau actif et les additifs sont simplement nommés « matériau(x) actif(s) ».
Cette technique de revêtement sans solvant s’avère être particulièrement difficile à maîtriser. Il a notamment été constaté qu’il est difficile de conserver dans le temps, une épaisseur homogène de matériau actif sur le substrat métallique. De fréquentes irrégularités d’épaisseur de matériau actif sont ainsi constatées. Les techniques actuelles mènent donc à d’importantes mises aux rebuts de substrat métallique et de matériau actif, ce qui grève les performances des unités de production.
L’invention vise à résoudre les problèmes précités.
A cet effet, il est proposé en premier lieu un dispositif de revêtement d’un substrat métallique pour la fabrication d’électrodes destinées à des cellules de batteries électriques pour véhicules à propulsion électrique comprenant :
- un premier rouleau de calandrage rotatif selon un premier sens de rotation,
- un deuxième rouleau de calandrage rotatif selon un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, le premier rouleau et le deuxième rouleau étant agencés en regard et à distance l’un de l’autre de sorte à définir un passage pour le substrat métallique,
- au moins un premier dispositif d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le premier rouleau, et
- au moins un premier moyen de contrôle d’une épaisseur de matériau actif sur le premier rouleau,
dispositif de revêtement dans lequel le substrat métallique défile continuellement entre le premier rouleau et le deuxième rouleau de sorte que le matériau actif déposé sur le premier rouleau soit revêtu à un point de transfert sur une première face dudit substrat métallique
- un premier rouleau de calandrage rotatif selon un premier sens de rotation,
- un deuxième rouleau de calandrage rotatif selon un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, le premier rouleau et le deuxième rouleau étant agencés en regard et à distance l’un de l’autre de sorte à définir un passage pour le substrat métallique,
- au moins un premier dispositif d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le premier rouleau, et
- au moins un premier moyen de contrôle d’une épaisseur de matériau actif sur le premier rouleau,
dispositif de revêtement dans lequel le substrat métallique défile continuellement entre le premier rouleau et le deuxième rouleau de sorte que le matériau actif déposé sur le premier rouleau soit revêtu à un point de transfert sur une première face dudit substrat métallique
Ainsi l’épaisseur de matériau actif sur le substrat métallique est maintenue homogène dans le temps. Les irrégularités d’épaisseur de matériau actif sur le substrat sont quasi inexistantes. Les rebus de production sont significativement réduits.
D’autres caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues seules ou en combinaisons :
- celui-ci comprend :
- au moins un deuxième dispositif d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le deuxième rouleau, et
- au moins un deuxième moyen de contrôle de l’épaisseur du matériau actif sur le deuxième rouleau,
dispositif de revêtement dans lequel le substrat métallique défile continuellement entre le premier rouleau et le deuxième rouleau de sorte que le matériau actif déposé sur le deuxième rouleau soit revêtu au point de transfert sur une deuxième face dudit substrat métallique opposée à la première face ;
- celui-ci comprend uniquement deux rouleaux et dans lequel, le premier rouleau a une première vitesse de rotation et le deuxième rouleau a une deuxième vitesse de rotation sensiblement égale à la première vitesse de rotation ;
- le premier moyen de contrôle et le deuxième moyen de contrôle sont des dispositifs racleurs agencés à une distance de raclage prédéterminée respectivement du premier rouleau et du deuxième rouleau, le premier moyen de contrôle et le deuxième moyen de contrôle étant aptes à retirer un excédent de matériau actif déposé respectivement sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau ;
- le premier moyen de contrôle est agencé en amont du point de transfert selon le premier sens de rotation, et le deuxième moyen de contrôle est agencé en amont du point de transfert selon le deuxième sens de rotation ;
- le premier dispositif d’alimentation est agencé en amont du premier moyen de contrôle et en aval du point de transfert selon le premier sens de rotation, et le deuxième dispositif d’alimentation est agencé en amont du deuxième moyen de contrôle et en aval du point de transfert selon le deuxième sens de rotation ;
- celui-ci comprend :
- un premier dispositif de nettoyage agencé en amont du premier dispositif d’alimentation et en aval du point de transfert selon le premier sens de rotation, ledit premier dispositif de nettoyage étant apte à retirer un résidu de matériau actif du premier rouleau,
- un deuxième dispositif de nettoyage agencé en amont du deuxième dispositif d’alimentation et en aval du point de transfert selon le deuxième sens de rotation, ledit deuxième dispositif de nettoyage étant apte à retirer un résidu matériau actif du deuxième rouleau ;
- celui-ci comprend :
- un premier moyen de polarisation apte à polariser le matériau actif à la sortie du premier dispositif d’alimentation,
- un deuxième moyen de polarisation apte à polariser le matériau actif à la sortie du deuxième dispositif d’alimentation,
de sorte que le matériau actif se déplace depuis les premier et deuxième dispositifs d’alimentation vers respectivement les premier et deuxième rouleaux ;
- le premier rouleau et le deuxième rouleau sont thermorégulés.
- celui-ci comprend :
- au moins un deuxième dispositif d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le deuxième rouleau, et
- au moins un deuxième moyen de contrôle de l’épaisseur du matériau actif sur le deuxième rouleau,
dispositif de revêtement dans lequel le substrat métallique défile continuellement entre le premier rouleau et le deuxième rouleau de sorte que le matériau actif déposé sur le deuxième rouleau soit revêtu au point de transfert sur une deuxième face dudit substrat métallique opposée à la première face ;
- celui-ci comprend uniquement deux rouleaux et dans lequel, le premier rouleau a une première vitesse de rotation et le deuxième rouleau a une deuxième vitesse de rotation sensiblement égale à la première vitesse de rotation ;
- le premier moyen de contrôle et le deuxième moyen de contrôle sont des dispositifs racleurs agencés à une distance de raclage prédéterminée respectivement du premier rouleau et du deuxième rouleau, le premier moyen de contrôle et le deuxième moyen de contrôle étant aptes à retirer un excédent de matériau actif déposé respectivement sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau ;
- le premier moyen de contrôle est agencé en amont du point de transfert selon le premier sens de rotation, et le deuxième moyen de contrôle est agencé en amont du point de transfert selon le deuxième sens de rotation ;
- le premier dispositif d’alimentation est agencé en amont du premier moyen de contrôle et en aval du point de transfert selon le premier sens de rotation, et le deuxième dispositif d’alimentation est agencé en amont du deuxième moyen de contrôle et en aval du point de transfert selon le deuxième sens de rotation ;
- celui-ci comprend :
- un premier dispositif de nettoyage agencé en amont du premier dispositif d’alimentation et en aval du point de transfert selon le premier sens de rotation, ledit premier dispositif de nettoyage étant apte à retirer un résidu de matériau actif du premier rouleau,
- un deuxième dispositif de nettoyage agencé en amont du deuxième dispositif d’alimentation et en aval du point de transfert selon le deuxième sens de rotation, ledit deuxième dispositif de nettoyage étant apte à retirer un résidu matériau actif du deuxième rouleau ;
- celui-ci comprend :
- un premier moyen de polarisation apte à polariser le matériau actif à la sortie du premier dispositif d’alimentation,
- un deuxième moyen de polarisation apte à polariser le matériau actif à la sortie du deuxième dispositif d’alimentation,
de sorte que le matériau actif se déplace depuis les premier et deuxième dispositifs d’alimentation vers respectivement les premier et deuxième rouleaux ;
- le premier rouleau et le deuxième rouleau sont thermorégulés.
Il est proposé en deuxième lieu un procédé de revêtement d’un substrat métallique mettant en œuvre un dispositif de revêtement tel que précédemment décrit, ce procédé comprenant :
- une étape de mise en rotation d’un premier rouleau de calandrage, selon un premier sens de rotation,
- une étape de mise en rotation d’un deuxième rouleau de calandrage selon un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation,
- une étape d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le premier rouleau,
- une étape de contrôle de l’épaisseur du matériau actif déposé sur le premier rouleau,
procédé dans lequel le substrat métallique défile continuellement entre le premier rouleau et le deuxième rouleau,
procédé dans lequel le matériau actif déposé sur le premier rouleau est revêtu sur une première face du substrat métallique.
- une étape de mise en rotation d’un premier rouleau de calandrage, selon un premier sens de rotation,
- une étape de mise en rotation d’un deuxième rouleau de calandrage selon un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation,
- une étape d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le premier rouleau,
- une étape de contrôle de l’épaisseur du matériau actif déposé sur le premier rouleau,
procédé dans lequel le substrat métallique défile continuellement entre le premier rouleau et le deuxième rouleau,
procédé dans lequel le matériau actif déposé sur le premier rouleau est revêtu sur une première face du substrat métallique.
Ainsi l’épaisseur de matériau actif sur le substrat métallique est maintenue homogène dans le temps. Les irrégularités d’épaisseur de matériau actif sur le substrat sont quasi inexistantes. Les rebus de production sont significativement réduits.
D’autres caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues seules ou en combinaisons :
- le procédé comprend :
- une étape d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le deuxième rouleau, et
- une étape de contrôle de l’épaisseur du matériau actif déposé sur le deuxième rouleau,
procédé dans lequel ledit au moins un matériau actif déposé sur le deuxième rouleau est revêtu sur une deuxième face du substrat métallique ;
- la vitesse de rotation du premier rouleau et la vitesse de rotation du deuxième rouleau sont sensiblement égales, procédé dans lequel le matériau actif n’est pas passé entre des rouleaux pour former un film de matériau actif avant le dépôt dudit matériau actif sur le substrat métallique ;
- le procédé comprend une étape de retrait d’un excédent de matériau actif sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau ;
- l’étape de retrait d’un excédent de matériau actif est réalisée avant la dépose de matériau actif sur le substrat métallique ;
- le procédé comprend une opération de nettoyage destinée à retirer un matériau actif résiduel sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau, cette étape de nettoyage étant réalisée après le revêtement du substrat métallique ;
- le procédé comprend une étape de polarisation du matériau actif à la sortie du premier dispositif d’alimentation et du deuxième dispositif d’alimentation, ladite étape de polarisation étant destinée à polariser le matériau actif ;
- le procédé comprend une étape de thermorégulation du premier rouleau et du deuxième rouleau.
- le procédé comprend :
- une étape d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le deuxième rouleau, et
- une étape de contrôle de l’épaisseur du matériau actif déposé sur le deuxième rouleau,
procédé dans lequel ledit au moins un matériau actif déposé sur le deuxième rouleau est revêtu sur une deuxième face du substrat métallique ;
- la vitesse de rotation du premier rouleau et la vitesse de rotation du deuxième rouleau sont sensiblement égales, procédé dans lequel le matériau actif n’est pas passé entre des rouleaux pour former un film de matériau actif avant le dépôt dudit matériau actif sur le substrat métallique ;
- le procédé comprend une étape de retrait d’un excédent de matériau actif sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau ;
- l’étape de retrait d’un excédent de matériau actif est réalisée avant la dépose de matériau actif sur le substrat métallique ;
- le procédé comprend une opération de nettoyage destinée à retirer un matériau actif résiduel sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau, cette étape de nettoyage étant réalisée après le revêtement du substrat métallique ;
- le procédé comprend une étape de polarisation du matériau actif à la sortie du premier dispositif d’alimentation et du deuxième dispositif d’alimentation, ladite étape de polarisation étant destinée à polariser le matériau actif ;
- le procédé comprend une étape de thermorégulation du premier rouleau et du deuxième rouleau.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lequel :
Sur laFIG. 1 est représenté un dispositif de revêtement d’un substrat 2 métallique pour la fabrication d’électrodes de cellules de batteries électriques pour véhicules à propulsion électrique.
Le dispositif 1 de revêtement comprend un premier rouleau 3 de calandrage et un deuxième rouleau 4 de calandrage. Les premier et deuxième rouleaux 3,4 sont agencés en regard et à une distance prédéterminée l’un de l’autre de manière à définir un passage pour le substrat 2 métallique.
Le premier rouleau 3 est rotatif selon un premier sens 5 de rotation. Le deuxième rouleau 4 est rotatif selon un deuxième sens 6 de rotation opposé au premier sens 5 de rotation.
En outre, le dispositif 1 de revêtement comprend au moins un premier dispositif 8 d’alimentation de matériau actif. Le matériau actif est dépourvu de solvant.
Le dispositif 1 de revêtement comprend un premier moyen 13 de contrôle d’une épaisseur de matériau 9 actif déposé sur le premier rouleau 3. Le premier moyen 13 de contrôle permet d’obtenir une épaisseur prédéterminée, homogène sur le premier rouleau 3.
Le matériau 9 actif déposé sur le premier rouleau 3 est ensuite déposé sur une première face 10 du substrat 2 métallique. Le dépôt est réalisé à un point 11 de transfert. Le substrat 2 métallique défile continuellement entre les premier et deuxième rouleaux.
Ainsi l’épaisseur de matériau actif sur le substrat métallique est maintenue homogène dans le temps. Les irrégularités d’épaisseur de matériau actif sur le substrat sont quasi inexistantes. Les rebus de production sont significativement réduits.
Avantageusement, le dispositif 1 de revêtement comprend au moins un premier dispositif 8 d’alimentation de matériau actif sur le deuxième rouleau. Le matériau actif est dépourvu de solvant.
Le dispositif 1 de revêtement comprend un deuxième moyen 14 de contrôle d’une épaisseur de matériau 9 actif déposé sur le deuxième rouleau 4. Le deuxième moyen 14 de contrôle permet d’obtenir une épaisseur prédéterminée, homogène sur le deuxième rouleau 4.
Le matériau 9 actif déposé sur le deuxième rouleau 4 est ensuite déposé sur une deuxième face 12 du substrat 2 métallique opposée à la première face 10. Le dépôt est réalisé à un point 11 de transfert. Le substrat 2 métallique défile continuellement entre les premier et deuxième rouleaux.
Ainsi l’épaisseur de matériau actif sur le substrat métallique est maintenue homogène dans le temps. Les irrégularités d’épaisseur de matériau actif sur le substrat sont quasi inexistantes. Les rebus de production sont significativement réduits.
Avantageusement, le premier rouleau 3 a une première vitesse de rotation. Le deuxième rouleau 4 a une deuxième vitesse de rotation sensiblement égale à la première vitesse de rotation. Le dispositif 1 comprend uniquement deux rouleaux 3,4. En d’autres termes, il n’y a pas d’autres rouleaux entre lesquels le matériau actif est d’abord passé pour former un film avant de déposer ledit matériau actif à l’aide d’autres rouleaux sur le substrat métallique.
Contrairement aux dispositifs dans lesquels les vitesses de rotation sont différentes, le revêtement n’est pas réalisé de manière brutale. En effet, lorsque les vitesses de rotation sont différentes, il existe des risques de détériorer le matériau actif. Ces risques sont rendus quasi inexistants avec ce dispositifs 1 de revêtement. En effet, les dispositifs de revêtement de l’état de l’art comprennent plus de deux rouleaux (par exemple trois rouleaux pour chaque face du substrat métallique), par exemple une paire de rouleaux où le matériau actif est d’abord passé pour former un film de matériau actif, ces rouleaux présentent une vitesse de rotation différente. Ces dispositifs de l’état de l’art comprennent en outre d’autres rouleaux pour apposer le matériau actif sur le substrat métallique. Ces dispositifs de l’état de l’art agissent de manière brutale sur le matériau actif, ce dernier étant soumis à des contraintes mécaniques intenses e raison des vitesses de rotations différentes des rouleaux.
Avantageusement, le premier moyen 13 de contrôle de l’épaisseur de matériau 9 actif est un dispositif racleur. Le premier moyen 13 de contrôle est agencé à une distance 15 de raclage prédéterminée du premier rouleau 3 de calandrage.
De manière analogue, le deuxième moyen 14 de contrôle de l’épaisseur de matériau 9 actif est un dispositif racleur. Le deuxième moyen 14 de contrôle est agencé une distance 15 de raclage prédéterminée du deuxième rouleau 4 de calandrage.
Le premier moyen 13 de contrôle et le deuxième moyen 14 de contrôle permettent de retirer les excédents de matériau 9 actif déposé respectivement sur le premier rouleau 3 et sur le deuxième rouleau 4.
Le premier moyen de contrôle et le deuxième moyen de contrôle permettent de contrôler mécaniquement l’épaisseur du matériau actif sur les premier et deuxième rouleaux. En contrôlant l’épaisseur de matériau actif directement au niveau des premier et deuxième rouleaux, les rebus de production sont significativement réduits.
De plus l’usage de dispositifs racleurs comme moyens de contrôle permet de simplifier l’architecture du dispositif de revêtement au profit d’une meilleure robustesse et longévité dans le temps.
Avantageusement, le premier moyen 13 de contrôle de l’épaisseur est agencé en amont du point 11 de transfert selon le premier sens 5 de rotation. Le deuxième moyen 14 de contrôle de l’épaisseur est agencé en amont du point 11 de transfert selon le deuxième sens de rotation.
Le premier moyen de contrôle et le deuxième moyen de contrôle permettent de contrôler ainsi mécaniquement l’épaisseur du matériau actif sur les premier et deuxième rouleaux. En contrôlant l’épaisseur de matériau actif directement au niveau des premier et deuxième rouleaux et avant le point 11 de transfert, les rebus de production sont significativement réduits.
Avantageusement, le dispositif 1 de revêtement comprend un premier dispositif 8 d’alimentation. Le premier dispositif 8 d’alimentation est localisé en amont du premier moyen 13 de contrôle et en aval du point 11 de transfert selon le premier sens 5 de rotation. Le deuxième dispositif 9 d’alimentation est localisé en amont du deuxième moyen 14 de contrôle et en aval du point 11 de transfert selon le deuxième sens 6 de rotation.
Cet agencement permet de réduire significativement les rebus de production.
Avantageusement, le dispositif 1 de revêtement comprend un premier dispositif 17 de nettoyage. Le premier dispositif 17 de nettoyage est agencé en amont du premier dispositif 8 d’alimentation et en aval du point 11 de transfert selon le premier sens 5 de rotation. Le premier dispositif 17 de nettoyage est apte et destiné à retirer un résidu 9 de matériau actif du premier rouleau 3.
Avantageusement, le dispositif 1 de revêtement comprend un deuxième dispositif 18 de nettoyage. Le deuxième dispositif 18 de nettoyage est agencé en amont du deuxième dispositif 9 d’alimentation et en aval du point 11 de transfert selon le deuxième sens 6 de rotation. Le deuxième dispositif 18 de nettoyage est apte et destiné à retirer un résidu 9 de matériau actif du deuxième rouleau 4.
Après le point 11 de transfert, des résidus de matériau actif peuvent former une pellicule sur les premier et deuxième rouleaux 3, 4. Cette pellicule de matériau actif comprimée est susceptible de modifier le calibrage du dispositif 1 de revêtement d’une part et de modifier les performances attendues de l’électrode d’autre part.
Avantageusement, le dispositif 1 de revêtement comprend un premier moyen de polarisation apte à polariser le matériau actif à la sortie du premier dispositif 8 d’alimentation.
Le dispositif 1 de revêtement comprend un deuxième moyen de polarisation apte à polariser le matériau actif à la sortie du deuxième dispositif d’alimentation.
Le matériau actif se déplace alors depuis les premier et deuxième dispositifs 7,8 d’alimentation vers respectivement les premier et deuxième rouleaux 4,5.
Ces moyens de polarisation agissent de sorte à créer une différence de polarité entre le matériau actif à transférer et les premier et deuxième rouleaux, lesquels sont par exemple reliés à la terre. Cette différence de polarité va permettre au matériau actif d‘être attiré par les rouleaux et de s’y fixer jusqu’au point 11 de transfert.
Avantageusement, le premier rouleau 3 et le deuxième rouleau 4 sont thermorégulés.
Cela permet de conserver le matériau actif dans des conditions optimales pour revêtement sur le substrat métallique.
Dans ce qui suit, va être décrit un procédé de revêtement d’un substrat métallique mettant en œuvre le dispositif 1 de revêtement.
Le procédé comprend une étape de mise en rotation du premier rouleau 3 selon le premier 5 sens de rotation.
Le procédé comprend une étape de mise en rotation du deuxième rouleau selon le deuxième sens 6 de rotation.
Le procédé comprend une étape d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le premier rouleau 3.
Le procédé comprend une étape de contrôle de l’épaisseur du matériau actif déposé sur le premier rouleau.
Dans ce procédé, le substrat métallique défile continuellement entre le premier rouleau 3 et le deuxième rouleau 4.
Dans ce procédé, le matériau actif déposé sur le premier rouleau est revêtu sur la première face 10 du substrat 2 métallique.
Ainsi l’épaisseur de matériau actif sur le substrat métallique est maintenue homogène dans le temps. Les irrégularités d’épaisseur de matériau actif sur le substrat sont quasi inexistantes. Les rebus de production sont significativement réduits.
Avantageusement, le procédé comprend une étape d’alimentation d’au moins un matériau actif dépourvu de solvant sur le deuxième rouleau 4.
Le procédé comprend une étape de contrôle de l’épaisseur de matériau actif déposé sur le deuxième rouleau 4.
Dans ce procédé, le matériau actif déposé sur le deuxième rouleau est revêtu sur la deuxième face 12 du substrat 2 métallique.
Ainsi l’épaisseur de matériau actif sur le substrat métallique est maintenue homogène dans le temps. Les irrégularités d’épaisseur de matériau actif sur le substrat sont quasi inexistantes. Les rebus de production sont significativement réduits.
Avantageusement la vitesse de rotation du premier rouleau et la vitesse de rotation du deuxième rouleau sont sensiblement égales. Dans le procédé, le matériau actif n’est pas passé entre des rouleaux pour former un film de matériau actif avant le dépôt dudit matériau actif sur le substrat métallique
Contrairement aux dispositifs dans lesquels les vitesses de rotation sont différentes, le revêtement n’est pas réalisé de manière brutale. En effet, lorsque les vitesses de rotation sont différentes, il existe des risques de détériorer le substrat ou le matériau actif. Ces risques sont rendus quasi inexistants avec ce dispositifs 1 de revêtement. En évitant de faire passer le matériau actif entre des rouleaux ayant des vitesses différentes, le matériau actif n’est pas soumis à des contraintes mécaniques intenses susceptibles de le détériorer.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de retrait d’un excédent de matériau actif sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau. Cette étape de retrait est réalisée au moyen du premier moyen de contrôle et du deuxième moyen de contrôle.
Le premier moyen de contrôle et le deuxième moyen de contrôle permettent de contrôler mécaniquement l’épaisseur du matériau actif sur les premier et deuxième rouleaux. En contrôlant l’épaisseur de matériau actif directement au niveau des premier et deuxième rouleaux, les rebus de production sont significativement réduits.
De plus l’usage de dispositifs racleurs comme moyens de contrôle permet de simplifier l’architecture du dispositif de revêtement au profit d’une meilleure robustesse et longévité dans le temps.
Avantageusement, dans le procédé l’étape de retrait d’un excédent de matériau actif est réalisée avant la dépose de matériau actif sur le substrat métallique.
En contrôlant l’épaisseur de matériau actif directement au niveau des premier et deuxième rouleaux et avant le point 11 de transfert, les rebus de production sont significativement réduits.
Avantageusement, le procédé comprend une opération de nettoyage destinée à retirer un matériau actif résiduel sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau. L’étape de nettoyage est réalisée après le revêtement du substrat métallique au point 11 de transfert.
Après le point 11 de transfert, des résidus de matériau actif peuvent former une pellicule sur les premier et deuxième rouleaux 3, 4. Cette pellicule de matériau actif comprimée est susceptible de modifier le calibrage du dispositif 1 de revêtement d’une part et de modifier les performances attendues de l’électrode d’autre part.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de polarisation du matériau actif à la sortie du premier dispositif d’alimentation et du deuxième dispositif d’alimentation. Au cours de cette étape de polarisation, le matériau actif est polarisé positivement.
Ces moyens de polarisation agissent de sorte à créer une différence de polarité entre le matériau actif à transférer et les premier et deuxième rouleaux, lesquels sont par exemple reliés à la terre. Cette différence de polarité va permettre au matériau actif d‘être attiré par les rouleaux et de s’y fixer jusqu’au point 11 de transfert.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de thermorégulation du premier rouleau et du deuxième rouleau. Au cours de cette étape le premier rouleau et le deuxième rouleau sont maintenus à une température de consigne.
Cela permet de conserver le matériau actif dans des conditions optimales pour revêtement sur le substrat métallique.
Claims (17)
- Dispositif (1) de revêtement d’un substrat (2) métallique pour la fabrication d’électrodes destinées à des cellules de batteries électriques pour véhicules à propulsion électrique comprenant :
- un premier rouleau (3) de calandrage rotatif selon un premier sens (5) de rotation,
- un deuxième rouleau (4) de calandrage rotatif selon un deuxième sens (6) de rotation opposé au premier sens (5) de rotation, le premier rouleau (3) et le deuxième rouleau (4) étant agencés en regard et à distance l’un de l’autre de sorte à définir un passage pour le substrat (2) métallique,
- au moins un premier dispositif (8) d’alimentation d’au moins un matériau (9) actif dépourvu de solvant sur le premier rouleau (3), et
- au moins un premier moyen (13) de contrôle d’une épaisseur de matériau (9) actif sur le premier rouleau (3),
dispositif (1) de revêtement dans lequel le substrat (2) métallique défile continuellement entre le premier rouleau (3) et le deuxième rouleau (4) de sorte que le matériau (9) actif déposé sur le premier rouleau (3) soit revêtu à un point (11) de transfert sur une première face (10) dudit substrat (2) métallique. - Dispositif (1) de revêtement selon la revendication 1 dans lequel celui-ci comprend :
- au moins un deuxième dispositif (9) d’alimentation d’au moins un matériau (9) actif dépourvu de solvant sur le deuxième rouleau (4), et
- au moins un deuxième moyen (14) de contrôle de l’épaisseur du matériau (9) actif sur le deuxième rouleau (4),
dispositif (1) de revêtement dans lequel le substrat (2) métallique défile continuellement entre le premier rouleau (3) et le deuxième rouleau (4) de sorte que le matériau (9) actif déposé sur le deuxième rouleau (4) soit revêtu au point (11) de transfert sur une deuxième face (12) dudit substrat (2) métallique opposée à la première face (10). - Dispositif (1) de revêtement selon l’une des quelconques revendications précédentes dans lequel, celui-ci comprend uniquement deux rouleaux (3,4) et dans lequel, le premier rouleau (3) a une première vitesse de rotation et le deuxième rouleau (4) a une deuxième vitesse de rotation sensiblement égale à la première vitesse de rotation.
- Dispositif (1) de revêtement selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, le premier moyen (13) de contrôle et le deuxième moyen (14) de contrôle sont des dispositifs racleurs agencés à une distance (15) de raclage prédéterminée respectivement du premier rouleau (3) et du deuxième rouleau (4), le premier moyen (13) de contrôle et le deuxième moyen (14) de contrôle étant aptes à retirer un excédent (16) de matériau actif déposé respectivement sur le premier rouleau (3) et sur le deuxième rouleau (4).
- Dispositif (1) de revêtement selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, le premier moyen (13) de contrôle est agencé en amont du point (11) de transfert selon le premier sens (5) de rotation, et le deuxième moyen (14) de contrôle est agencé en amont du point (11) de transfert selon le deuxième sens (6) de rotation.
- Dispositif (1) de revêtement selon l’une quelconque des revendications 2 à 5 dans lequel, le premier dispositif (8) d’alimentation est agencé en amont du premier moyen (13) de contrôle et en aval du point (11) de transfert selon le premier sens (5) de rotation, et le deuxième dispositif (9) d’alimentation est agencé en amont du deuxième moyen (14) de contrôle et en aval du point (11) de transfert selon le deuxième sens (6) de rotation.
- Dispositif (1) de revêtement selon l’une des quelconques revendications précédentes dans lequel, celui-ci comprend :
- un premier dispositif (17) de nettoyage agencé en amont du premier dispositif (8) d’alimentation et en aval du point (11) de transfert selon le premier sens (5) de rotation, ledit premier dispositif (17) de nettoyage étant apte à retirer un résidu (9) de matériau actif du premier rouleau (3),
- un deuxième dispositif (18) de nettoyage agencé en amont du deuxième dispositif (9) d’alimentation et en aval du point (11) de transfert selon le deuxième sens (6) de rotation, ledit deuxième dispositif (18) de nettoyage étant apte à retirer un résidu (9) matériau actif du deuxième rouleau (4). - Dispositif selon l’une des quelconques revendications précédentes dans lequel, celui-ci comprend :
- un premier moyen de polarisation apte à polariser le matériau (9) actif à la sortie du premier dispositif (8) d’alimentation,
- un deuxième moyen de polarisation apte à polariser le matériau (9) actif à la sortie du deuxième dispositif (8) d’alimentation,
de sorte que le matériau (9) actif se déplace depuis les premier et deuxième dispositifs d’alimentation (7,8) vers respectivement les premier et deuxième rouleaux (4,5). - Dispositif selon l’une des quelconques revendications précédentes dans lequel le premier rouleau (3) et le deuxième rouleau (4) sont thermorégulés.
- Procédé de revêtement d’un substrat (2) métallique mettant en œuvre un dispositif de revêtement selon la revendication 1, ce procédé comprenant :
- une étape de mise en rotation d’un premier rouleau (3) de calandrage, selon un premier sens (5) de rotation,
- une étape de mise en rotation d’un deuxième rouleau (4) de calandrage selon un deuxième sens (6) de rotation opposé au premier sens (5) de rotation,
- une étape d’alimentation d’au moins un matériau (9) actif dépourvu de solvant sur le premier rouleau (3),
- une étape de contrôle de l’épaisseur du matériau (9) actif déposé sur le premier rouleau (3),
procédé dans lequel le substrat (2) métallique défile continuellement entre le premier rouleau (3) et le deuxième rouleau (4),
procédé dans lequel le matériau (9) actif déposé sur le premier rouleau (3) est revêtu sur une première face (10) du substrat (2) métallique. - Procédé selon la revendication 10 mettant en œuvre un dispositif (1) de revêtement selon la revendication 2, ce procédé comprenant :
- une étape d’alimentation d’au moins un matériau (9) actif dépourvu de solvant sur le deuxième rouleau (4), et
- une étape de contrôle de l’épaisseur du matériau (9) actif déposé sur le deuxième rouleau (4),
procédé dans lequel ledit au moins un matériau (9) actif déposé sur le deuxième rouleau (4) est revêtu sur une deuxième face (12) du substrat (2) métallique. - Procédé selon l’une quelconque des revendications 10 ou 11 mettant en œuvre un dispositif selon la revendication 3, dans lequel la vitesse de rotation du premier rouleau et la vitesse de rotation du deuxième rouleau sont sensiblement égales, procédé dans lequel le matériau actif n’est pas passé entre des rouleaux pour former un film de matériau actif avant le dépôt dudit matériau actif sur le substrat métallique.
- Procédé selon l’une des quelconques revendications 10 à 12 mettant en œuvre un dispositif selon la revendication 4, le procédé comprenant une étape de retrait d’un excédent de matériau actif sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau.
- Procédé selon l’une des quelconques revendications 11 à 13 mettant en œuvre un dispositif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel l’étape de retrait d’un excédent de matériau actif est réalisée avant la dépose de matériau actif sur le substrat métallique.
- Procédé selon l’une des quelconques revendications 10 à 14 mettant en œuvre un dispositif selon la revendication 7 dans lequel celui-ci comprend une opération de nettoyage destinée à retirer un matériau actif résiduel sur le premier rouleau et sur le deuxième rouleau, cette étape de nettoyage étant réalisée après le revêtement du substrat métallique.
- Procédé selon l’une des quelconques revendications 10 à 15 mettant en œuvre un dispositif selon la revendication 8 dans lequel, celui-ci comprend une étape de polarisation du matériau actif à la sortie du premier dispositif d’alimentation et du deuxième dispositif d’alimentation, ladite étape de polarisation étant destinée à polariser le matériau actif.
- Procédé selon l’une des quelconques revendications 10 à 16 mettant en œuvre un dispositif selon la revendication 9, celui-ci comprend une étape de thermorégulation du premier rouleau et du deuxième rouleau.
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2024
- 2024-09-25 FR FR2410266A patent/FR3166758A1/fr active Pending
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2025
- 2025-09-25 WO PCT/IB2025/059660 patent/WO2026069188A1/fr active Pending
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| WO2026069188A1 (fr) | 2026-04-02 |
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