Batterijonderdelen ultrasoon reinigen voor de assemblage

Dit artikel gaat over de productie van batterijonderdelen: de metalen en kunststof componenten die door dieptrekken, stansen, verspanen of hardsolderen worden gemaakt voordat een cel of een pakket wordt gebouwd. Het gaat niet over het reinigen van batterijen.

Geladen cellen, modules en pakketten gaan nooit in een vloeistofbad. Niet om te reinigen, niet na een lekkage, niet "heel even". Vloeistof tussen de polen of in een beschadigde behuizing veroorzaakt kortsluiting en corrosie, en een kortgesloten lithiumcel kan in thermische runaway gaan. Een vervuilde cel of een vervuild pakket wordt behandeld volgens de procedure van de batterijfabrikant, niet met een ultrasone reinigingsmachine.

Welke onderdelen, welke vervuiling

Onderdeel	Typisch materiaal	Vervuiling	Wat volgt
Celbekers	Dieptrekwerk van vernikkeld staal of aluminium	Trekolie, deeltjes	Celassemblage, vaak in een droogkamer
Deksels en kapassemblages	Aluminium, staal, gestanst	Stansolie, braamschilfers	Laserlassen aan de beker
Tabs	Aluminium, nikkel, vernikkeld koper	Stansolie, deeltjes, vingerafdrukken	Ultrasoon lassen of laserlassen
Busbars	Koper, aluminium, vaak met een metaallaag	Stans- of bewerkingsolie, bramen, oxide	Lassen of vastschroeven aan de celpolen
Module- en pakketbehuizingen	Drukgegoten of geëxtrudeerd aluminium, staal	Koelsmeermiddel, spanen, lossingsmiddel	Afdichten, lijmen, assemblage
Koelplaten	Hardgesoldeerd of gelast aluminium met interne kanalen	Vormolie, deeltjes in de kanalen	Lektest, aanbrengen van thermisch interfacemateriaal

Waarom het reinigen ertoe doet

Lassen. Olie op een tab, een deksel of een busbar verbrandt in de laser of de boog en veroorzaakt porositeit, spatten en een wisselende lasdiepte. Een las die herhaalbaar zou moeten zijn, wordt een kwaliteitsprobleem dat pas bij de elektrische test of later aan het licht komt.

Lijmen en afdichten. Lijmen, thermische interfacematerialen en pakkingen hebben een oppervlak nodig zonder olie en lossingsmiddel. De waterbreektest en de testinkten uit onderdelen reinigen voor het coaten gelden hier op dezelfde manier.

Deeltjes. Een metaaldeeltje dat in een cel terechtkomt, kan de separator doorboren en een interne kortsluiting veroorzaken. Een deeltje in een module kan de spleet overbruggen tussen twee geleiders met een verschillende spanning. Voor batterijonderdelen wordt de deeltjesreinheid daarom gespecificeerd zoals voor hydraulische onderdelen en onderdelen van brandstofsystemen, meestal met de testmethoden van VDA 19.1 en ISO 16232: extractie, filtratie, daarna tellen en meten van de deeltjes op een membraan. De grenswaarden, vooral voor metaaldeeltjes, komen uit de specificatie van de cel- of pakketfabrikant.

Vocht. Lithium-ioncellen worden in droogkamers geassembleerd, omdat vocht met de elektrolyt reageert. Onderdelen die na het reinigen een droogkamer ingaan, moeten volledig droog zijn, en de vochteis komt van de celfabrikant.

De reinigingsvolgorde

Station	Doel	Typische instelling
Ultrasoon wassen	Olie, deeltjes, braamschilfers	Mild alkalisch reinigingsmiddel dat geschikt is voor het materiaal (lichtmetaalreiniger voor aluminium), 50 tot 60 °C, 28 of 40 kHz, 5 tot 10 min, filtratie aan
Ultrasoon spoelen	Reinigingsmiddel en losgekomen deeltjes	Schoon water, 40 kHz, 2 tot 3 min
Eindspoeling	Zouten, vlekvrij oppervlak	Gedemineraliseerd water, geleidbaarheid bewaakt
Drogen	Geen water in plooien, kanalen of naden	Hete lucht, 60 tot 80 °C, afhankelijk van materiaal en afdichtingen

Aluminium etst in sterke loog en koper verkleurt, dus de chemie wordt per materiaal gekozen, met een korte cyclus; zie reinigingsvloeistoffen. Vermijd spoeltoevoegingen die een film achterlaten als het onderdeel daarna gelast of gelijmd wordt: een corrosieremmer die stalen onderdelen tijdens de opslag beschermt, kan een las of een lijmverbinding verstoren. Stem de eindspoeling af met de proceseigenaars van lassen en lijmen.

Filtratie is niet optioneel als de specificatie een deeltjesgrens is. Het bad verzamelt elke braamschilfer die de onderdelen meebrengen en zet die op de volgende batch terug als het niet gefilterd wordt; zie filtratie en standtijd.

Beladen

Celbekers: open kant naar beneden of op hun kant, zodat ze leeglopen en geen lucht insluiten; nooit in elkaar geschoven.
Tabs en kleine stansdelen: één laag in een fijnmazige mand, of verdeeld over twee manden, zodat de onderdelen niet stapelen en elkaar niet afschermen.
Busbars: op hun kant of in een rek, niet plat tegen elkaar.
Koelplaten: schuin, zodat de kanalen ontluchten en leeglopen; een hefsysteem dat de plaat op en neer beweegt, pompt vloeistof door de kanalen. Zie wanneer u een hefsysteem kiest.
Behuizingen: openingen naar beneden, zoals bij andere bewerkte onderdelen voor de montage.

Na het reinigen

Schone onderdelen worden met handschoenen gehanteerd en in gesloten, schone verpakkingen verpakt. Ze worden niet naast verspaning of slijpwerk opgeslagen. Onderdelen voor een droogkamer gaan door de sluis in de verpakking waarin ze na het reinigen zijn verpakt. Een onderdeel dat de deeltjestest heeft doorstaan en daarna open in de stanserij heeft gestaan, heeft de test niet doorstaan.

Welke machine

Werk	Opstelling
Monsters, prototypes, kleine batches tabs en busbars	ST-40 of ST-65, 40 kHz, fijnmazige mand, spoeltank, drogen
Behuizingen en busbars in batches	UMX Pro 88L tot 255L of ST-96 tot ST-206 met filtratie, spoelen, DT-96- of DT-206-droger
Koelplaten en grote behuizingen	AL-150 tot AL-600, hefsysteem en filtratie, spoelstation en spoelstation met gedemineraliseerd water, droger
Serieproductie volgens een deeltjesspecificatie	MT-multitanklijn: wassen, spoelen, spoelen in gedemineraliseerd water en heteluchtdroger onder één transportwagen

Voor de keuze van filtratie bij een enkele tank, zie ST of SF. De branchepagina elektronica bundelt de verwante artikelen.