batteria
Rimozione della contaminazione nella produzione di celle di batterie
L’ascesa del mercato dei veicoli elettrici negli ultimi anni ha portato i produttori a sviluppare e produrre rapidamente batterie agli ioni di litio per alimentare il boom delle vendite. Con l’apertura di giga-fabbriche in tutto il mondo per soddisfare la domanda, la concorrenza sta crescendo e la qualità è fondamentale.
Con lo sviluppo rapido delle tecnologie, i produttori di batterie stanno cercando di creare una batteria che possa rivaleggiare con i veicoli alimentati a benzina o diesel, al fine di offrire autonomia e prestazioni impressionanti.
Per raggiungere questo obiettivo, ogni fase del processo di produzione della batteria deve essere analizzata meticolosamente per produrre i migliori risultati.
Operando nell'ambiente di produzione delle batterie al litio:
Una delle aree critiche per la produzione di batterie per veicoli elettrici sono le condizioni dell’ambiente di produzione. Dalle materie prime iniziali all'assemblaggio delle celle, le condizioni di produzione devono essere strettamente controllate. Ciò crea sfide sia per i produttori che per gli operatori delle apparecchiature. Ci sono 3 aree principali di considerazione critica:
Il litio metallico è estremamente sensibile anche alle più piccole quantità di umidità nell'aria e alle variazioni di temperatura nella produzione.
La minima esposizione porta a prestazioni ridotte e ha un impatto sulla durata ridotta del prodotto delle batterie agli ioni di litio.
La temperatura ambiente deve essere mantenuta ai livelli consigliati, intorno a 25°C (77°F), con una tolleranza di +/(-) 2°C (36°F) insieme a punti di rugiada bassi nell'intervallo <1%.
Il tasso di ricambio d'aria nella sala di produzione dovrebbe essere compreso tra 20 e 50 ricambi d'aria all'ora, mantenendo al contempo un'introduzione minima di aria fresca per la pressione positiva della stanza e la ventilazione essenziale per gli operatori.
La contaminazione di qualsiasi tipo nei materiali della batteria o l'avvolgimento della cella può portare a carenze elettriche dirette o lievi, con conseguenti scarti di fine linea o prestazioni di autonomia ridotta della batteria.
È probabile che si verifichino condizioni di camera bianca ISO 8 (o superiore), con particolare attenzione alla rimozione della contaminazione nell'ambiente e nel personale.
Naturalmente, la contaminazione non può sempre essere eliminata e quindi esiste ancora il rischio di contaminazione e un impatto sulla resa produttiva.
Problemi e particelle libere possono crearsi anche all'interno dei processi di svolgimento/avvolgimento, cambi formato, rivestimento, calandratura, taglio, stampaggio, taglio laser e altro ancora.
Tutti questi hanno il potenziale per penetrare negli strati di pellicola anodica/catodica/separatrice.
Alcuni contaminanti saranno costituiti da particelle secche, libere e non legate, mentre altri saranno umidi o contaminati legati, più difficili da rimuovere.
Un'altra area di rischio è la contaminazione tossica derivante dai materiali di rivestimento mentre vengono trasferiti sui rulli, tagliati, avvolti e arrotolati: questo può dissiparsi nell'aria e diventare un pericolo di respirazione per l'operatore.
Le cariche statiche all'interno dell'ambiente di produzione possono portare a una serie di problemi:
I componenti delle batterie dei veicoli elettrici sono molto sensibili alle cariche statiche: i componenti devono essere scaricati durante il processo.
Anche le cariche statiche incontrollate influenzeranno il flusso del materiale e causeranno un comportamento anomalo o un guasto del materiale.
Se incontrollate, le scariche statiche (scintille) creeranno ustioni dendritiche superficiali che influenzeranno le proprietà dielettriche del film separatore, portando a comportamenti di carica e scarica incoerenti e al guasto del prodotto.
Anche le cariche statiche generate sui materiali isolanti come il film separatore attirano le particelle, aggravando i problemi di rischio di contaminazione.
Il nostro approccio Forward Zero Faults
Abbiamo identificato una serie di fasi durante il processo di produzione delle batterie soggette a contaminazione sulla linea. Applicando le giuste soluzioni in questi punti, ti assicuri che non ci siano anelli deboli nella tua catena produttiva. Esploriamo questi di seguito e dimostriamo le nostre soluzioni...
Prima della fase di rivestimento del nastro di rame/alluminio, si consiglia di utilizzare un detergente per nastro sul substrato per rimuovere qualsiasi contaminazione superficiale che potrebbe influire sullo spessore e sulla qualità del nastro rivestito. Rimuovendo la contaminazione in questa fase, si garantisce che nessuna particella indesiderata rimanga intrappolata all'interno degli strati, influenzando le prestazioni della batteria in futuro.
Per evitare l'impronta di qualsiasi contaminazione dal rullo stesso al rivestimento del substrato, suggeriamo l'uso del nostro CyClean-R, ideale per l'uso su un rullo, o del nostro contatto RoClean. Ciò pulirà efficacemente il rullo da qualsiasi contaminazione per garantire che non vi sia trasmissione al nastro.
Durante questa fase, gli strati del velo e del rivestimento vengono compressi insieme fino allo spessore corretto, attivando il rivestimento sul velo stesso. La pulizia del nastro prima di questa fase critica impedisce che la contaminazione rimanga intrappolata tra gli strati stessi.
Il processo di taglio può causare molti detriti che possono contaminare il substrato del nastro rivestito. L'uso di un pulitore del nastro in questa fase garantisce che le particelle vengano rimosse dalla superficie del nastro e filtrate lontano dall'atmosfera operativa per evitare la ricontaminazione. Con un rischio di contaminazione così elevato in questa fase, la pulizia è fondamentale per evitare il rischio di future carenze elettriche e costosi scarti.
Similmente alla fase post-taglio, durante il taglio con elettrodo, particelle e detriti possono contaminare il nastro. Per evitare ciò, la pulizia del nastro in questa fase pulirà la superficie del substrato, portando a strati di separazione puliti e chiari.
Durante il processo di avvolgimento suggeriamo una serie di soluzioni per ottenere i migliori risultati. Prima dell'avvolgimento, si consiglia di pulire la superficie del substrato per non intrappolare la contaminazione all'interno del vento della pellicola della batteria. Per superare i problemi di elettricità statica, che possono essere pericolosi ed estremamente dannosi per le prestazioni della batteria, dovrebbe essere introdotto anche un controllo statico efficace. Ciò neutralizzerà eventuali cariche statiche causate dal processo di avvolgimento.
* Tutti i disegni mostrano un profilo CyClean-R. Questo è solo a scopo illustrativo. Il pulitore web e la posizione più adatti al tuo processo dipenderanno da alcuni fattori della tua applicazione.
Soluzioni per la pulizia del nastro
Meech CyClean™ è stato progettato in risposta alla richiesta di un pulitore web compatto, ad alte prestazioni e senza contatto.
Attraverso l'applicazione di fluidodinamica computazionale avanzata, CyClean rimuove ed estrae la contaminazione inferiore a 1 micron.
CyClean-R fornisce una soluzione specializzata per la pulizia del nastro a bassa tensione.
CyClean-R è progettato per essere posizionato sul rullo, dove la tensione del nastro è massima, aggirando quindi i problemi di bassa tensione e garantendo comunque un'eccellente pulizia della superficie.
RoClean è l'ultimo pulitore per nastri a contatto, che offre eccellenti risultati di pulizia delle superfici per l'industria manifatturiera di pellicole per batterie.
RoClean pulisce efficacemente la superficie del nastro attraverso l'uso sia del controllo statico che di un'efficiente spazzola a rullo con setole.
I pulitori Meech sono forniti con unità di trattamento aria Meech (AHU) per garantire il mantenimento dell'equilibrio dell'aria per controllare perfettamente la precisione della pressione dell'aria e del vuoto. Si tratta di unità compatte con specifiche industriali e le cui prestazioni possono anche essere monitorate tramite controllo PLC.
Per l'ambiente della batteria è stata sviluppata una nuova opzione AHU per migliorare l'intrappolamento dei rifiuti tossici e la rimozione sicura del filtro da parte dell'operatore.
Soluzioni di controllo statico
Alimentato a 24 V CC, Hyperion 924IPS è la barra CC pulsata più compatta disponibile sul mercato.
Il 924IPS è dotato della tecnologia ICM (Ion Current Monitoring) di Meech, che garantisce il mantenimento delle prestazioni con avvisi locali e remoti quando la barra necessita di pulizia.
Il nostro sistema di feedback a circuito chiuso sfrutta il bilanciamento regolabile dei sistemi ionizzanti CC pulsati.
Il sistema comprende un Hyperion SmartControl e fino a 5 prodotti ionizzanti Hyperion per il feedback a circuito chiuso. Una volta collegato al sensore SmartControl, misura la tensione sul nastro a valle della barra ionizzante.
Questa misurazione può essere restituita al prodotto ionizzante che regola automaticamente il bilanciamento dell'uscita per ottenere un nastro completamente neutro. Si tratta di un processo continuo che misura e regola costantemente per ottenere il miglior controllo statico in ogni momento.
Il localizzatore statico modello 983v2 fornisce una chiara indicazione delle cariche elettrostatiche sui materiali. È destinato all'uso industriale generale e dispone di un ampio campo di misura di +/-200 kV, misurato a una distanza di 150 mm.
Il 983v2 può funzionare in modalità “Continua” o “Peak Hold” per registrare rispettivamente le variazioni del livello di carica o la carica più alta rilevata. È adatto per fornire una buona indicazione del livello di carica statica per l'uso da parte di ingegneri di produzione, manutenzione, ispezione e qualità. Il 983v2 può essere utilizzato su qualsiasi materiale in cui la carica statica potrebbe rappresentare un problema.
SmartControl Touch è l'ultima innovazione di Meech progettata per soddisfare le esigenze delle moderne industrie automatizzate e la crescita dell'Industria 4.0 per ottenere la massima produttività e qualità di output.
SmartControl Touch consente all'utente di monitorare, controllare e regolare le prestazioni di più barre ionizzanti e sensori Hyperion collegati tramite il touch-screen integrato o da remoto.
Potremmo aiutarvi a migliorare il vostro processo di produzione delle batterie?
