Rimozione della contaminazione in cella della batteria produzione
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 è in aumento e la qualità è fondamentale.
Con lo sviluppo rapido delle tecnologie, i produttori di batterie stanno cercando di creare una batteria in grado di competere con i veicoli alimentati a benzina o a gasolio, per offrire un’autonomia chilometrica e prestazioni impressionanti.
Per raggiungere questo obiettivo, ogni fase del processo di produzione delle batterie deve essere analizzata meticolosamente per produrre i migliori risultati.
Operare nell'ambiente di produzione delle batterie al litio:
Una delle aree critiche per la produzione di batterie EV è rappresentata dalle condizioni dell’ambiente di produzione. Dalle materie prime iniziali all’assemblaggio delle celle, le condizioni di produzione devono essere strettamente controllate. Questo crea sfide sia per i produttori di apparecchiature che per gli operatori. Ci sono 3 aree principali da considerare:
Il litio metallico è estremamente sensibile anche alle più piccole quantità di umidità nell’aria e alle incongruenze di temperatura nella produzione.
La minima esposizione comporta una riduzione delle prestazioni e della durata delle batterie agli ioni di litio.
La temperatura ambiente deve essere mantenuta ai livelli raccomandati, intorno ai 25°C (77°F), con una tolleranza di +/- 2°C (36°F) e un basso punto di rugiada nell’intervallo <1%.
Il tasso di ricambio dell’aria nella sala di produzione deve essere compreso tra 20 e 50 ricambi d’aria all’ora, mantenendo un’introduzione minima di aria fresca per garantire una pressione positiva nella sala e una ventilazione essenziale per gli operatori.
La contaminazione di qualsiasi tipo nei materiali della batteria o nelle celle può portare a carenze elettriche dirette o attenuate, con conseguenti scarti a fine linea o prestazioni ridotte della batteria.
È probabile che le condizioni della camera bianca ISO 8 (o superiore) si concentrino sulla rimozione della contaminazione nell’ambiente e nel personale.
Naturalmente, la contaminazione non può essere sempre rimossa e quindi esiste ancora un rischio di contaminazione e un impatto sui rendimenti di produzione.
Problemi e particelle libere possono crearsi anche nei processi di svolgimento/avvolgimento, cambio formato, rivestimento, calandratura, taglio, stampaggio, taglio laser e altro ancora.
Tutti questi processi sono potenzialmente in grado di penetrare negli strati di film anodico/catodico/separatore.
Alcune contaminazioni saranno particelle secche, libere e non legate, mentre altre saranno umide o legate, più difficili da rimuovere.
Un’altra area di rischio è la contaminazione tossica proveniente dai materiali di rivestimento mentre vengono trasferiti sui rulli, tagliati, avvolti e arrotolati: questa può disperdersi nell’aria e diventare un rischio per la respirazione dell’operatore.
Le cariche statiche nell’ambiente di produzione possono causare una serie di problemi:
I componenti delle batterie EV sono molto sensibili alle cariche statiche – i componenti devono essere scaricati durante il processo.
Le cariche statiche incontrollate influiscono anche sul flusso del materiale e ne causano un comportamento errato o un guasto.
Se incontrollate, le scariche statiche (scintille) creeranno bruciature dendritiche superficiali che influenzeranno le proprietà dielettriche del film separatore, portando a comportamenti di carica e scarica incoerenti e al fallimento del prodotto.
Le cariche statiche generate su materiali isolanti come il film separatore attirano anche le particelle, aumentando i problemi di rischio di contaminazione.
Siamo consapevoli di questi requisiti cruciali e abbiamo testato le nostre apparecchiature in ambienti asciutti e camere di prova asciutte. I progetti dei nostri prodotti sono stati adattati per eliminare i potenziali elementi di usura prematura, come cinghie e pulegge, e sostituirli con motori a trasmissione diretta. Attingendo alla nostra esperienza e alle nostre competenze chiave, Meech offre una gamma di soluzioni su misura per rimuovere le cariche statiche e la contaminazione, al fine di fornire un approccio a zero difetti in ogni fase dell’applicazione.
Il nostro approccio a zero errori
Abbiamo identificato una serie di fasi del processo di produzione delle batterie che sono soggette a contaminazione in linea. Applicando le giuste soluzioni in questi punti, vi assicurate che non ci siano anelli deboli nella vostra catena di produzione. Di seguito, esaminiamo questi punti e mostriamo le nostre soluzioni…
Prima della fase di rivestimento del nastro di rame/alluminio, si consiglia di utilizzare un detergente per nastri sul substrato per rimuovere qualsiasi contaminazione superficiale che possa influire sullo spessore e sulla qualità del nastro rivestito. Rimuovendo la contaminazione in questa fase, si evita che particelle indesiderate rimangano intrappolate negli strati, compromettendo le prestazioni della batteria.
Per evitare di imprimere qualsiasi contaminazione dal rullo stesso al rivestimento del substrato, suggeriamo di utilizzare il nostro CyClean-R, ideale per l’uso su un rullo, o il nostro RoClean a contatto. In questo modo si pulisce efficacemente il rullo da qualsiasi contaminazione per garantire che non venga trasmessa al nastro.
Durante questa fase, il nastro e gli strati di rivestimento vengono compressi insieme fino a raggiungere lo spessore corretto, attivando il rivestimento sul nastro stesso. La pulizia del nastro prima di questa fase critica evita che la contaminazione rimanga intrappolata tra gli strati stessi.
Il processo di taglio può generare molti detriti che possono contaminare il substrato del nastro rivestito. L’uso di un pulitore per nastri in questa fase assicura che le particelle vengano rimosse dalla superficie del nastro e filtrate dall’atmosfera operativa per evitare una nuova contaminazione. Con un rischio così elevato di contaminazione in questa fase, la pulizia è indispensabile per evitare il rischio di future carenze elettriche e costosi scarti.
Analogamente alla fase post-slitting, durante il taglio degli elettrodi, particelle e detriti possono contaminare il nastro. Per evitare questo inconveniente, la pulizia del nastro in questa fase pulisce la superficie del substrato, consentendo di ottenere 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 raccomanda la pulizia della superficie del substrato per evitare di intrappolare la contaminazione all’interno del film di avvolgimento della batteria. Per superare i problemi di elettricità statica, che possono essere pericolosi ed estremamente dannosi per le prestazioni della batteria, è necessario introdurre un efficace controllo statico. In questo modo si neutralizzano le cariche statiche causate dal processo di avvolgimento.
* Tutti i disegni mostrano un profilo CyClean-R. Questo è solo a scopo illustrativo. Il pulitore a nastro e la posizione più adatta al vostro processo dipenderanno da alcuni fattori della vostra applicazione.
Soluzioni per la pulizia del web
Con una gamma di pulitori a contatto e senza contatto, Meech è in grado di fornire soluzioni per la pulizia di film anodici/catodici/separatori, per diverse larghezze, tensioni, posizioni e materiali del nastro.
Per le contaminazioni più difficili, offriamo una nuova gamma di pulitori a spazzola per la pulizia delle batterie, con materiali appositamente adattati alle applicazioni in camera asciutta.
Unità di trattamento dell'aria
I pulitori a nastro Meech sono forniti con le Unità di trattamento dell’aria (UTA) Meech per garantire il mantenimento del bilanciamento dell’aria e controllare perfettamente la precisione della pressione dell’aria e del vuoto. Si tratta di unità compatte, con specifiche industriali, che possono anche essere monitorate tramite PLC.
Per l’ambiente delle batterie è stata sviluppata una nuova opzione di UTA per migliorare l’intrappolamento dei residui di contaminazione tossica e la rimozione sicura dei filtri da parte dell’operatore.
Soluzioni di controllo statico
Sono disponibili barre di ionizzazione in corrente continua ad alte prestazioni in cui la frequenza, la tensione e la polarità possono essere regolate in base al materiale, alla distanza e alla carica residua. Queste includono versioni EX in caso di ambienti infiammabili.
Per salvaguardare il funzionamento e registrare le prestazioni, queste barre sono spesso fornite con il controllo SMART dell’industria 4.0, che consente di programmare istantaneamente le prestazioni della barra e di registrare e monitorare le prestazioni in tempo reale.
Pulitore a nastro CyClean™ senza contatto
Meech CyClean™ è stato progettato in risposta alla richiesta di un pulitore a nastro compatto, ad alte prestazioni e senza contatto.
Grazie all’applicazione di una fluidodinamica computazionale avanzata, CyClean rimuove ed estrae la contaminazione al di sotto di 1 micron.
CyClean-R™ Pulitore a nastro senza contatto
Il CyClean-R è una soluzione specializzata per la pulizia di nastri a bassa tensione.
Il CyClean-R è stato progettato per essere posizionato sul rullo, dove la tensione del nastro è massima, evitando così i problemi di bassa tensione e garantendo comunque una pulizia superficiale eccellente.
RoClean™ Contact Web Cleaner
RoClean è il più recente pulitore per nastri a contatto, che offre eccellenti risultati di pulizia della superficie per l’industria della produzione di film per batterie.
RoClean pulisce efficacemente la superficie del nastro grazie all’uso di un controllo statico e di un’efficiente spazzola a rullo con setole.
Barra ionizzante Hyperion™ 924IPS
Alimentata a 24 V CC, Hyperion 924IPS è la barra CC pulsata più compatta disponibile sul mercato.
La 924IPS è dotata della tecnologia ICM (Ion Current Monitoring) di Meech, che garantisce il mantenimento delle prestazioni con avvisi locali e remoti quando la barra deve essere pulita.
Hyperion SmartControl Touch
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 della produzione.
SmartControl Touch consente all’utente di monitorare, controllare e regolare le prestazioni di più barre ionizzanti e sensori Hyperion collegati tra loro tramite il touch-screen integrato o in remoto.
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