Eliminación de la contaminación en célula de la batería producción
El auge del mercado de los vehículos eléctricos en los últimos años ha llevado a los fabricantes a desarrollar y fabricar rápidamente baterías de iones de litio para alimentar el auge de las ventas. Con la apertura de gigantescas fábricas en todo el mundo para satisfacer la demanda, la competencia crece y la calidad es primordial.
Con tecnologías que se desarrollan a gran velocidad, los fabricantes de baterías buscan crear una batería que rivalice con los vehículos de gasolina o diésel, con el fin de ofrecer una autonomía y unas prestaciones impresionantes.
Para conseguirlo, hay que analizar meticulosamente cada etapa del proceso de fabricación de la batería para obtener los mejores resultados.
Operar en el entorno de la fabricación de baterías de litio:
Una de las áreas de interés crítico para la producción de baterías para vehículos eléctricos son las condiciones del entorno de fabricación. Desde las materias primas iniciales hasta el ensamblaje de las celdas, las condiciones de fabricación deben estar estrechamente controladas. Esto supone un reto tanto para los fabricantes de equipos como para los operarios. Hay tres áreas principales de consideración crítica:
El metal de litio es extremadamente sensible incluso a las cantidades más pequeñas de humedad en el aire y a las inconsistencias de temperatura en la producción.
La más mínima exposición provoca una disminución del rendimiento y repercute en la reducción de la vida útil de las baterías de iones de litio.
La temperatura de la sala debe mantenerse en los niveles recomendados, en torno a los 25°C (77°F), con una tolerancia de +/(-) 2°C (36°F) junto con puntos de rocío bajos en el rango de <1%.
La tasa de cambio de aire en la sala de producción debe ser de 20 a 50 cambios de aire por hora, manteniendo una introducción mínima de aire fresco para una presión positiva en la sala y una ventilación esencial para los operarios.
La contaminación de cualquier tipo en los materiales de la batería o en el enrollado de la celda puede provocar una escasez de electricidad directa o indirecta, lo que puede dar lugar a rechazos al final de la línea o a un bajo rendimiento de la batería.
Es probable que la condición de sala limpia ISO 8 (o superior) se centre en la eliminación de la contaminación en el entorno y en el personal.
Por supuesto, la contaminación no siempre puede eliminarse, por lo que sigue existiendo un riesgo de contaminación y un impacto en el rendimiento de la producción.
Los problemas y las partículas libres también pueden crearse en los procesos de desenrollado/bobinado, cambios, revestimiento, calandrado, corte longitudinal, estampado, corte por láser y otros.
Todos ellos tienen el potencial de encontrar su camino en las capas de la película del ánodo/cátodo/separador.
Parte de la contaminación serán partículas secas, libres y no ligadas, mientras que otras serán contaminación húmeda o ligada que es más difícil de eliminar.
Otra área de riesgo es la contaminación tóxica procedente de los materiales de revestimiento cuando se transfieren sobre los rodillos, se cortan, se enrollan y se enrollan; esto puede disiparse en el aire y convertirse en un peligro respiratorio para el operario.
Las cargas estáticas en el entorno de fabricación pueden provocar una serie de problemas:
Los componentes de las baterías de los vehículos eléctricos son muy sensibles a las cargas estáticas, por lo que los componentes deben descargarse dentro del proceso.
Las cargas estáticas incontroladas también afectarán al flujo de material y provocarán un mal comportamiento o un fallo del mismo.
Si no se controlan, las descargas estáticas (chispas) crearán quemaduras dendríticas superficiales que afectarán a las propiedades dieléctricas de la película del separador, lo que provocará comportamientos de carga y descarga incoherentes y el fallo del producto.
Las cargas estáticas generadas en materiales aislantes como la película separadora también atraen partículas, lo que aumenta los problemas de riesgo de contaminación.
Entendemos estos requisitos cruciales y hemos probado nuestros equipos en salas secas y cámaras de pruebas secas. Los diseños de nuestros productos se han adaptado para eliminar los elementos de desgaste prematuro potencial, como las correas y las poleas, y sustituirlos por motores de accionamiento directo. Aprovechando nuestra experiencia y competencias básicas, Meech ofrece una gama de soluciones a medida para eliminar las cargas estáticas y la contaminación, con el fin de ofrecer un enfoque de cero fallos en cada fase de la aplicación.
Nuestro enfoque de Cero Fallos Adelante
Hemos identificado una serie de etapas durante el proceso de fabricación de baterías que son propensas a la contaminación en la línea. Aplicando las soluciones adecuadas en estos puntos, se asegura de que no haya eslabones débiles en su cadena de producción. A continuación, exploramos estos puntos y demostramos nuestras soluciones…
Antes de la fase de revestimiento de la banda de cobre/aluminio, recomendamos el uso de un limpiador de banda en el sustrato para eliminar cualquier contaminación superficial que pueda afectar al grosor y la calidad de la banda revestida. Al eliminar la contaminación en esta fase, se garantiza que no queden atrapadas partículas no deseadas dentro de las capas, lo que afectaría al rendimiento de la batería más adelante.
Para evitar la impresión de cualquier contaminación del propio rodillo al revestimiento del sustrato, sugerimos el uso de nuestro CyClean-R, que es ideal para su uso en un rodillo, o nuestro RoClean de contacto. Esto limpiará eficazmente el rodillo de cualquier contaminación para garantizar que no se transmita a la banda.
Durante esta etapa, la banda y las capas de revestimiento se comprimen juntas hasta alcanzar el grosor correcto, activando el revestimiento en la propia banda. La limpieza de la banda antes de esta fase crítica evita que la contaminación quede atrapada entre las propias capas.
El proceso de corte puede generar una gran cantidad de residuos que pueden contaminar el sustrato de la banda revestida. El uso de un limpiador de banda en esta etapa garantiza que las partículas se eliminen de la superficie de la banda y se filtren lejos de la atmósfera de funcionamiento para evitar la recontaminación. Con un riesgo tan alto de contaminación en esta etapa, la limpieza es imperativa para evitar el riesgo de futuros cortes eléctricos y costosos rechazos.
Al igual que en la etapa posterior al corte, durante el corte de los electrodos, las partículas y los residuos pueden contaminar la banda. Para evitarlo, la limpieza de la banda en esta etapa limpiará la superficie del sustrato, lo que dará lugar a capas de separación limpias y claras.
En el proceso de bobinado sugerimos una serie de soluciones para obtener los mejores resultados. Antes del bobinado, se recomienda la limpieza de la superficie del sustrato para no atrapar la contaminación dentro de la película de la pila. Para superar los problemas de estática, que pueden ser peligrosos y muy perjudiciales para el rendimiento de la pila, también debe introducirse un control eficaz de la estática. Esto neutralizará cualquier carga estática causada por el proceso de bobinado.
* Todos los dibujos muestran un perfil CyClean-R. Esto es sólo para fines ilustrativos. El limpiador de banda y la posición más adecuados para su proceso dependerán de ciertos factores de su aplicación.
Soluciones de limpieza web
Con una gama de limpiadores de banda de contacto y sin contacto especialmente diseñados, Meech puede ofrecer soluciones para la limpieza de la película de ánodos/cátodos/separadores, para diferentes anchos de banda, tensiones, ubicaciones y materiales.
Para la contaminación «adherida» más difícil, ofrecemos una nueva gama de limpiadores de batería de tipo cepillo de superficie, con materiales especialmente adaptados para aplicaciones de sala seca.
CyClean™ Limpiador de banda sin contacto
Meech CyClean™ ha sido diseñado en respuesta a la demanda de un limpiador de banda compacto, de alto rendimiento y sin contacto.
Mediante la aplicación de una dinámica de fluidos computacional avanzada, CyClean elimina y extrae la contaminación por debajo de 1 micra.
Limpiador de banda sin contacto CyClean-R™
El CyClean-R ofrece una solución especializada para la limpieza de bandas de baja tensión.
El CyClean-R está diseñado para colocarse en el rodillo, donde la tensión de la banda es máxima, por lo que evita los problemas de la baja tensión y sigue ofreciendo una excelente limpieza de la superficie.
RoClean™ Limpiador de telas de contacto
RoClean es el último limpiador de bandas por contacto, que ofrece excelentes resultados de limpieza de superficies para la industria de fabricación de películas para baterías.
RoClean limpia eficazmente la superficie de la banda mediante el uso de un control estático y un eficiente cepillo de rodillo de cerdas.
Unidades de tratamiento de aire
Los limpiadores de banda Meech se suministran con unidades de tratamiento de aire (AHU) Meech para asegurar que se mantiene el equilibrio del aire para controlar perfectamente la precisión de la presión del aire y el vacío. Se trata de unidades compactas de especificación industrial y también se puede supervisar su rendimiento a través del control PLC.
Para el entorno de la batería se ha desarrollado una nueva opción de AHU para mejorar el atrapamiento de residuos de contaminación tóxica y la retirada segura del filtro por parte del operario
Soluciones de control de la estática
Se especifican barras de ionización de CC de alto rendimiento en las que la frecuencia, la tensión y la polaridad pueden ajustarse con precisión para adaptarse al material, la distancia y la carga residual. Incluyen versiones EX en caso de entornos inflamables.
Para salvaguardar el funcionamiento y registrar el rendimiento, a menudo se suministran con el control SMART de la industria 4.0, que permite programar el rendimiento de la barra al instante y registrar y supervisar el rendimiento en tiempo real.
Barra ionizadora Hyperion™ 924IPS
Alimentada por 24V DC, la Hyperion 924IPS es la barra de DC pulsada más compacta disponible en el mercado.
La 924IPS cuenta con la tecnología de monitorización de la corriente de iones (ICM) de Meech, lo que garantiza el mantenimiento del rendimiento con alertas locales y remotas cuando la barra necesita ser limpiada.
Hyperion SmartControl Touch
SmartControl Touch es la última innovación de Meech diseñada para satisfacer las necesidades de las modernas industrias automatizadas y el crecimiento de la Industria 4.0 para lograr la máxima productividad y calidad de producción.
SmartControl Touch permite al usuario supervisar, controlar y ajustar el rendimiento de múltiples barras ionizadoras y sensores Hyperion conectados a través de la pantalla táctil integrada o a distancia.
¿Podemos ayudarle a mejorar su proceso de fabricación de baterías?
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