Nettoyage par projection de neige dans la production de batteries

Des points de contact propres sont essentiels pour la connexion électrique des cellules de la batterie avec le déchargeur, ici un cadre de conducteur, pour une haute densité d'énergie et le fonctionnement sécurisé de la batterie. Source de l'image : Shutterstock/Sergii Chernov

Grâce à l'interaction de quatre mécanismes de nettoyage, le jet quattroClean élimine les impuretés particulaires jusqu'au domaine submicrométrique et les contaminations sous forme de films de manière sûre et reproductible. Source de l'image : acp systems AG

Lors du salon parts2clean de cette année, acp systems AG (Halle 4, Stand B 04) présente la technologie de projection de neige quattroClean, une solution de nettoyage sèche, durable et respectueuse de l’environnement pour diverses tâches dans la fabrication de batteries lithium-ion et de piles à combustible. La méthode, facile à intégrer dans des environnements de production automatisés, est déjà utilisée dans plusieurs applications en série, par exemple pour le nettoyage des points de contact avant la connexion des cellules de batterie.

Que ce soit pour un véhicule électrique ou un stockage d’énergie stationnaire, la batterie lithium-ion représente une part essentielle de la valeur ajoutée. Sa fabrication engendre de nouvelles tâches et des défis modifiés pour le nettoyage des composants.

Neige de CO2 – sèche, efficace et neutre en carbone

Pour cela, acp systems AG présente lors du salon parts2clean la technologie de projection de neige quattroClean, une solution de nettoyage sèche, efficace et relativement peu coûteuse, facilement intégrable dans la fabrication automatisée d’accumulateurs et de piles à combustible. Elle permet d’éliminer de manière fiable et reproductible, à la fois de manière uniforme ou partielle, les contaminants particulaires jusqu’au sous-micromètre et les contaminations filmogènes chimiques sur les surfaces. Le média de nettoyage est du dioxyde de carbone liquide, non corrosif, produit lors de processus chimiques et de la production d’énergie à partir de biomasse, ce qui le rend neutre en carbone.

La méthode est déjà utilisée dans diverses applications en série pour la production de batteries lithium-ion. Cela inclut le nettoyage des surfaces de contact des cellules de batterie – prismatiques, cylindriques (rondes) ou pouch – ainsi que des cadres de connexion ou des surfaces de liaison sur les circuits imprimés. Étant donné que même de très faibles contaminants sur les surfaces de connexion peuvent entraîner une mauvaise connexion, l’élimination fiable des contaminants particulaires et filmogènes, sous des aspects de performance et de sécurité, est indispensable.

Lors de la fabrication de piles à combustible à hydrogène, air et oxygène, la méthode sèche est également utilisée. Une application consiste à nettoyer les plaques bipolaires en alliages d’acier inoxydable après usinage laser. Des traces de limaille restent sur les surfaces, ce qui réduit leur efficacité et doit donc être complètement éliminé. Le nettoyage à sec et sans résidu des contaminants particulaires et filmogènes issus de processus préliminaires tels que le découpage fait également partie des domaines d’application de la méthode.

La bonne efficacité de nettoyage du système quattroClean repose sur la conception spéciale de l’anneau à deux composants sans usure. Celui-ci guide le dioxyde de carbone liquide et le détend lors de sa sortie en fines particules de CO2. Ces dernières sont condensées par un jet d’air comprimé séparé et accélérées à une vitesse supersonique. Lors de l’impact du jet de nettoyage bien focalisé sur la surface à nettoyer, les quatre mécanismes d’action (effet thermique, mécanique, solvants et sublimation) assurent une élimination fiable des contaminants. Ceux-ci sont évacués par la force aérodynamique de l’air comprimé de la surface et évacués par le système d’aspiration intégré dans le module de nettoyage. Étant donné que le dioxyde de carbone cristallin sublime lors du nettoyage, il se sublime complètement, laissant les surfaces/pièces sèches et prêtes pour l’étape suivante de la chaîne de fabrication.

Intégration flexible dans la production

La modularité et le faible encombrement du système de nettoyage quattroClean permettent de l’intégrer dans presque tous les secteurs d’une fabrication automatisée de batteries ou de piles à combustible. La validation et la conception du processus sont adaptées aux besoins du client et de l’application, via des essais en laboratoire chez acp. Pour assurer une stabilité constante du processus, un système de capteurs surveille la cohérence du jet de chaque buse. La surveillance des buses concernant l’alimentation en CO2 et en air comprimé ainsi que la durée du jet est également assurée. Les valeurs recueillies sont automatiquement enregistrées et peuvent être transmises via des interfaces standard à un système supérieur pour la collecte de toutes les données de production.