Dans le processus de fabrication des nouvelles batteries énergétiques, quel rôle important peuvent jouer les déferriseurs magnétiques permanents ?

Sur la voie de l'augmentation de la densité énergétique, de l'allongement de la durée de vie et de la sécurité absolue des nouvelles batteries, un ennemi minuscule mais mortel est souvent négligé : les impuretés ferromagnétiques. Elles se cachent comme des « fantômes » dans les matières premières et les processus de production, et les déferrificateurs magnétiques permanents constituent la principale ligne de défense contre ces menaces invisibles. Les normes industrielles, telles que la nouvelle norme du groupe « Lithium Fer Phosphate pour Batteries de Puissance », publiée en 2025, ont resserré la limite supérieure des corps étrangers magnétiques de 10 ppm à moins de 3 ppm, et imposent des exigences quasi-strictes en matière de teneur en fer. Cela signifie que la ligne de production doit être dotée de capacités de déferrisation « à l'échelle du microscope ».

Tout d’abord, les impuretés ferromagnétiques sont le « tueur invisible » des performances et de la sécurité des batteries, se manifestant principalement par :

Puissance destructrice de l'ordre du micron : même de minuscules limaille de fer et particules de métal d'usure (comme la poudre d'acier inoxydable) qui sont invisibles à l'œil nu, une fois mélangées au matériau de l'électrode.

Percer le diaphragme et provoquer un court-circuit interne : Des impuretés pointues peuvent percer le diaphragme fin de la batterie pendant le processus de charge et de décharge, connectant directement les électrodes positives et négatives, provoquant des courts-circuits internes, ce qui peut provoquer une défaillance de la batterie et une autodécharge aggravée, voire un emballement thermique, entraînant de graves conséquences d'incendie et d'explosion.

Catalyser les réactions secondaires et accélérer la dégradation : les ions fer (Fe²⁺/Fe³⁺) sont de puissants catalyseurs redox. Ils aggravent la décomposition de l'électrolyte et consomment les ions lithium actifs, ce qui entraîne une dégradation rapide de la capacité de la batterie, une augmentation de la résistance interne et une réduction considérable de la durée de vie. L'impact est particulièrement important pour les systèmes de matériaux avancés tels que ceux à haute teneur en nickel et en silicium.

Détruire l'uniformité du revêtement de l'électrode : les particules d'impuretés affectent l'uniformité et la consistance du revêtement de la suspension, réduisant ainsi le rendement de la batterie.

Deuxièmement, le déferriseur magnétique permanent utilise le champ magnétique constant et puissant généré par des matériaux magnétiques permanents à base de terres rares hautes performances (tels que le néodyme fer bore) pour absorber et éliminer sans contact, efficacement et en continu les impuretés ferromagnétiques présentes dans le flux de matériaux. Il joue un rôle indispensable à de multiples étapes de la fabrication des batteries :

1. « Gardien » de la purification des matières premières :

Matériaux clés pour électrodes positives (tels que le phosphate de fer et de lithium, les matériaux ternaires, l'oxyde de cobalt et de lithium, etc.) : un déferriseur magnétique permanent est un équipement de prétraitement indispensable avant la mise en lots. L'élimination des limaille de fer provenant des mines, de l'usure des équipements de concassage et de broyage, susceptible de se trouver dans la poudre de matière première, garantit la pureté de la source.

Matériaux d'électrode négative (graphite, à base de silicium, etc.) : Il doit également être strictement déferrisé pour éviter que des impuretés n'affectent les performances de l'électrode négative.

Agent conducteur (noir de carbone, etc.), liant : ces matériaux auxiliaires doivent également être déferrisés.

2. « Charognard » dans le processus de production :

Préparation des boues : Lors du mélange, de la dispersion et du transport des boues d'électrodes positives et négatives, le frottement des équipements (palettes d'agitation, canalisations, pompes et vannes) produit des traces de particules d'usure métalliques. Le déferriseur magnétique permanent installé en ligne sur la canalisation capture ces nouvelles impuretés en temps réel afin d'éviter leur mélange avec la boue de revêtement finale.

Après le revêtement de l'électrode/avant le laminage : Certains procédés définissent des points d'élimination du fer après le séchage du revêtement humide et avant d'entrer dans la presse à rouleaux pour éliminer les impuretés qui peuvent être introduites pendant le processus de séchage.

Procédé de refendage des poteaux : l'usure de l'outil de coupe produit des copeaux métalliques. L'installation d'un déferriseur après le refendage et avant l'enroulement/l'empilage permet d'éliminer efficacement ces nouveaux contaminants métalliques.

3. « Purificateur » pour le traitement des matériaux de recyclage : Dans le processus de recyclage des batteries, lorsqu'il s'agit de matériaux complexes de broyage de déchets de batteries, l'éliminateur de fer magnétique permanent est un équipement clé pour séparer les coques de fer, les vis et autres impuretés métalliques ferromagnétiques, jetant les bases du recyclage ultérieur des matériaux d'électrodes positives et négatives de grande valeur.

En résumé, la fabrication de nouvelles batteries énergétiques est un champ de bataille multiforme, mêlant poudres, boues et produits finis. Par conséquent, les déferriseurs magnétiques permanents ont également évolué vers une « échelle à trois niveaux » :

Alors que les batteries de nouvelles énergies entrent dans l'ère du TWh et que les normes de performance et de sécurité continuent de s'améliorer, les exigences de pureté des matériaux ont atteint un niveau sans précédent. Bien que les ferromagnétiques permanents ne soient pas directement intégrés à la production des batteries, ils jouent un rôle crucial en coulisses, garantissant leur qualité fondamentale : sécurité élevée, longue durée de vie et constance. Ils interceptent discrètement les minuscules « tueurs » ferromagnétiques à différents points clés et constituent une ligne de défense magnétique indispensable et puissante dans le processus de fabrication des batteries. C'est pourquoi nous les appelons les ferromagnétiques permanents « le gardien invisible » de la fabrication des batteries de nouvelles énergies.