Czyszczenie strumieniem śniegu w produkcji baterii

Czyste punkty kontaktowe są kluczowe dla wysokiej gęstości energii i bezpiecznej funkcji akumulatora podczas elektrycznego połączenia ogniw baterii z odprowadzeniem, tutaj z ramką przewodzącą. Źródło obrazu: Shutterstock/Sergii Chernov

Dzięki współdziałaniu czterech mechanizmów czyszczenia strumień quattroClean usuwa cząstkowe zanieczyszczenia aż do poziomu submikrometrowego oraz kontaminacje filmowe w sposób bezpieczny i powtarzalny. Źródło obrazu: acp systems AG

Na tegorocznej targach parts2clean firma acp systems AG (Hala 4, stoisko B 04) prezentuje technologię strumieniowania śniegu quattroClean, która stanowi suchie i zrównoważone rozwiązanie do czyszczenia różnych elementów podczas produkcji baterii litowo-jonowych i ogniw paliwowych. Metoda ta, którą można łatwo zintegrować z zautomatyzowanymi środowiskami produkcyjnymi, jest już stosowana w różnych zastosowaniach seryjnych, na przykład do czyszczenia miejsc montażu przed kontaktowaniem ogniw baterii.

Bez względu na to, czy pojazd napędzany elektrycznie, czy stacjonarne magazyny energii, znaczna część wartości dodanej przypada na akumulator litowo-jonowy. W procesie jego produkcji pojawiają się nowe i zmienione zadania związane z czyszczeniem komponentów.

CO2-śnieg – suchy, skuteczny i neutralny dla klimatu

W tym celu firma acp systems AG na tegorocznych targach parts2clean prezentuje technologię strumieniowania śniegu quattroClean, która jest łatwo integrowalna z zautomatyzowaną produkcją akumulatorów i ogniw paliwowych, zapewniając suchy, skuteczny i stosunkowo tani sposób czyszczenia. Umożliwia ona usuwanie cząstkowych zanieczyszczeń aż do submikrometrowego zakresu oraz filmowo-chemicznych zanieczyszczeń, zarówno na powierzchniach całych, jak i częściowych, w sposób bezpieczny i powtarzalny. Medium czyszczące stanowi płynny, niekorozyjny dwutlenek węgla, który powstaje w procesach chemicznych i w produkcji energii z biomasy, dzięki czemu jest neutralny dla klimatu.

Metoda ta jest już stosowana w różnych zastosowaniach w seryjnej produkcji baterii litowo-jonowych. Należą do nich czyszczenie powierzchni kontaktowych ogniw – pryzmatycznych, cylindrycznych (okrągłych) lub typu pouch – oraz ramki ołowianej lub powierzchni lutowniczych na płytkach drukowanych. Ponieważ nawet minimalne zanieczyszczenia na powierzchniach połączeń mogą prowadzić do niewłaściwego kontaktu, niezawodne usuwanie cząstkowych i filmowych zanieczyszczeń jest konieczne z punktu widzenia wydajności i bezpieczeństwa.

Przy produkcji ogniw paliwowych wodór-powietrze-typu, sucha metoda również znajduje zastosowanie. Jednym z jej przykładów jest czyszczenie bipolarowych płyt ze stali nierdzewnej po obróbce laserowej. Na powierzchniach pozostają ślady opiłków, które obniżają wydajność i muszą zostać całkowicie usunięte. Sucha i bezpozostałościowa metoda czyszczenia cząstkowych i filmowych zanieczyszczeń z procesów wstępnych, takich jak wykrawanie, również należy do zakresu jej zastosowań.

Dobra skuteczność czyszczenia systemu quattroClean opiera się na specjalnym kształcie bezwłóknistego pierścienia dwuskładnikowego. Przez niego przepływa płynny dwutlenek węgla, który podczas wyjścia rozpręża się na drobne cząstki CO2. Są one skupiane przez oddzielny strumień sprężonego powietrza i przyspieszane do prędkości naddźwiękowej. Po uderzeniu dobrze skupionego strumienia czyszczącego w powierzchnię do czyszczenia, cztery mechanizmy działania (efekt termiczny, mechaniczny, rozpuszczalnikowy i sublimacyjny) zapewniają skuteczne usuwanie zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia są usuwane przez siłę aerodynamiczną sprężonego powietrza z powierzchni i odprowadzane przez zintegrowany system odsysania z modułu czyszczącego. Ponieważ krystaliczny dwutlenek węgla sublimuje podczas czyszczenia, powierzchnie/elementy pozostają suche i mogą być bezpośrednio przekazane do kolejnego etapu linii produkcyjnej.

Elastyczna integracja z produkcją

Skalowalność i niewielkie zapotrzebowanie na miejsce systemu czyszczenia quattroClean umożliwiają jego integrację niemal w każdej części zautomatyzowanej produkcji baterii lub ogniw paliwowych. Walidacja i konfiguracja procesu odbywa się na podstawie prób w laboratorium firmy acp, dostosowanych do klienta i zastosowania. W celu zapewnienia stałej wysokiej stabilności procesu, system monitoruje spójność strumienia każdej dyszy. Monitorowany jest również stan dysz pod kątem dostaw CO2 i sprężonego powietrza oraz czasu trwania strumienia. Uzyskane wartości są automatycznie zapisywane i mogą być przesyłane do nadrzędnego systemu rejestrującego dane produkcyjne za pomocą standardowych interfejsów.