表面清潔度及動態(tài)表面張力等先進技術在動力電池殼體、隔膜、涂布等工藝的應用

新能源汽車在全球范圍內快速興起，對鋰電池的質量要求越來越高，運用新的檢測技術能使動力電池生產工藝更穩(wěn)定。

一、金屬表面清潔度檢測使電池殼體及電極焊接質量更穩(wěn)定

由于電容量更高的鋰電池則對焊接工藝要求更高，動力電池的領軍制造企業(yè)已在電極、Pack殼體，電路板的焊接工序前的使用德國析塔 SITA表面清潔度儀量化檢測金屬表面的清潔度，有效避免焊接中氣孔、裂紋、炸火、脫焊、虛焊等缺陷問題。 

在電池的加工工藝會造成零部件表面的有油污、指紋、粉塵等污染物，如果在焊接之前沒有徹底清洗零部件表面，在高溫環(huán)境下焊接時，油污中的碳氫化合物會發(fā)生分離，從而造成氣孔缺陷；或者在焊接過程中造成飛濺現(xiàn)象，除了與材料本身特性有關，表面清潔度太差是導致焊接質量問題的主要原因之一。

因此，在焊接電池殼體與電極零件之前，通過定量檢測技術對零部件表面清潔度進行高效監(jiān)控，能更加準確直觀評估清洗工藝是否合格，較大程度上避免產品質量問題的產生。

1.表面清潔度重要性及定量檢測方案

德國析塔 SITA CleanoSpector 表面清潔度儀是全球先進的高端定量檢測設備，能實時非接觸式快速量化精準檢測金屬表面清潔度，測試只需3秒，能快速判斷工件是否已足夠干凈進入下一步工序，減少因工件表面沒洗干凈而造成的涂層鍍層附著力不良、焊接不牢固等問題，也能高效協(xié)助生產部門穩(wěn)定基材的清洗質量、優(yōu)化與改善鋰電池的生產工藝，提高了工作效率和降低不良率。

2.表面清潔度儀檢測原理—共焦法

德國析塔 SITA表面清潔度儀采用共焦法原理，通過光源發(fā)射出較佳波長的UV光檢測金屬表面的污染物，內置的傳感器精準探測污染物引起的熒光強度，該熒光強度的大小取決于基材表面有機物殘留情況，從而能精準量化檢測金屬表面清潔度。

借助UV光源和傳感器的共同作用，表面清潔度儀能快速量化清潔度測試結果，用于直接判斷金屬基膜表面干凈程度是否達到合格范圍，有效避免了人為判斷造成的測量誤差，從而防止某些質量缺陷問題的出現(xiàn)，如脫焊、虛焊等，保證成品質量達到要求。

3.案例分享

由于政府環(huán)保要求的不斷提高，國內某聞名新能源動力電池制造商將新型環(huán)保清洗方法替代傳統(tǒng)水基清洗劑，但替換后單靠人工肉眼判斷零部件的清洗效果未能量化記錄其表面清潔度數(shù)據。而清洗質量下降導致零部件表面殘留油污過多，容易造成后續(xù)焊接工藝出現(xiàn)虛焊和產品表面氧化等質量問題.

該企業(yè)使用德國析塔 SITA CleanoSpector 表面清潔度儀，在鋰電池焊接前對殼體、電極和電池蓋板等零部件進行快速清潔度量化檢測，高效精準記錄清潔度的相關數(shù)據，避免人為主觀判斷帶來的質量風險，更有效審查生產步驟和清洗程序，進而優(yōu)化清洗工序，穩(wěn)定了生產質量，減少返工率， 降低生產成本。

二、用動態(tài)表面張力儀監(jiān)控電池隔膜漿料的生產工藝保證隔膜潤濕性能

作為鋰電池關鍵材料之一的隔膜，主要是讓電解質離子自由導通且防止正負極材料的電極物理接觸，所以它必須具有優(yōu)越的電絕緣性和化學穩(wěn)定性的性能。其中，生產電池隔膜時，漿料在基膜上快速潤濕鋪展，能有效穩(wěn)定漿料在電池隔膜上的涂布質量并防止針孔現(xiàn)象，進而穩(wěn)定及提升電性能。

德國析塔SITA動態(tài)表面張力儀，能有效監(jiān)測隔膜漿料生產時的添加劑濃度（如潤濕劑、粘結劑等），有助于嚴格控制合適的添加劑的劑量使?jié){料在隔膜表面的潤濕良好并形成穩(wěn)定均勻的涂層。

德國析塔 SITA全自動動靜態(tài)表面張力儀采用氣泡壓力法的原理， 生產工人通過該儀器能快速測量漿料的動態(tài)表面張力，精準監(jiān)控漿料的潤濕性能和流平性能，從而及時發(fā)現(xiàn)不同批次漿料的差異，大大降低產品的不良率。

通常在基膜上進行涂布印刷只有幾毫秒到幾十毫秒（甚至更短時間），如圓環(huán)或鉑金板法等的傳統(tǒng)靜態(tài)測試則無法詳細分析漿料潤濕性等性能。

三、利用便攜式接觸角儀檢測隔膜的潤濕性能

檢測電池隔膜成品的潤濕性能，如果使用普通臺式接觸角儀測量時必須切樣并送到實驗室檢驗。德國析塔的便攜式接觸角儀，可以在工廠車間直接測量產品的表面潤濕性能。

1.析塔 SITA SurfaSpector 手持式接觸角儀具有以下特點：

便捷移動使用，在工廠現(xiàn)場使用無需連接電腦；

輕松補充純水；

允許靈活測量各種形狀樣品的接觸角；

采用接觸式觸摸屏，操作簡單實用；

四、利用瑞士涂魔師非接觸膜厚分析儀無損快速在線測量電池陰極陽極材料的涂布厚度

電池陰極和陽極材料的涂布膜厚和均勻性極大的影響電池質量和安全性。來自瑞士的涂魔師非接觸式精準膜厚檢測技術能快速精準測量未固化涂層，烘干前即可實時得出干膜厚度，能協(xié)助工藝工程師優(yōu)化涂覆工藝，穩(wěn)定產品質量。

烘干后再測量。同樣，電池外殼的粉末涂料，也可以在固化前即可測出干膜厚度，如果膜厚超過合格范圍，可即時調節(jié)噴粉量等，使噴涂膜厚迅速達到合格范圍內。

五、德國VMA高速分散研磨設備

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