Technische Sauberkeit in der Lithium-Ionen Batterie Fertigung

Jede einzelne Lithium-Ionen Batterie muss langlebig und sicher hergestellt werden. Fertigungsprozesse und technische Sauberkeit tolerieren keinen Fehler. Spontane Ausfälle von Batterien, die sogar zur Brandentstehung führen können, dürfen nicht stattfinden.

Fertigungsprozesse müssen durch kontinuierliche Messungen und Stichproben auf Sauberkeit geprüft werden. Dadurch werden Verunreinigungen, die zum Kurzschluss in einer Zelle führen können, vermieden.

Vorgehensweise zur Erhöhung der technischen Sauberkeit (TecSa) bei Li-Ionen Batterien:

• Prozessanalyse, Identifikation von Verunreinigungsquellen.
• TecSa Konzepterstellung angelehnt an der VDA-Band 19.1 und 19.2 und an der ISO 16232.
• Erstellung von TecSa Spezifikationen für Zukaufteile und Zukaufmaterialien.
• Eingangskontrollen und Freigabe der geprüften Materialien.
• Erstellung eines Fehlerkatalog. Dadurch können bei Auffälligkeiten (Verunreinigungen) die Quellen schnell identifiziert werden.
• Reinraumschulungen.
• Regelmäßige Prüfung der Luftqualität im Reinraum.
• Reinigungen an kritischen Prozessen.
• Prüfung der technischen Sauberkeit mit Partikelstempeln oder Partikelfallen.
• Sicherstellung der Trockenheit der verwendeten Materialien im Coldroom oder Dryroom.

Zu viel Sauberkeitskontrollen erzeugen unnötige Kosten. Allerdings muss die technische Sauberkeit in der Batteriezelle immer wieder nachgewiesen werden. Nicht nur, um schadhafte Batterien zu verwerfen (schlechte Ausbeute) sondern auch, um Regressansprüche abzuwehren.

Bei Bedarf unterstützen wir Sie bei der Erhöhung der technischen Sauberkeit in der Fertigung.
Bei Fragen oder für ein Angebot stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns!
Mier Lufttechnik GmbH - Am Alten Brunnen 8b - 85659 Forstern 08124 4436094 - Info@luftreinheit.de

Prüfumfang der technischen Sauberkeit eingrenzen

Technische Sauberkeitsprüfungen kosten Geld, aber verhindern, dass Ausschuss produziert wird. Die Prüfergebnisse bestätigen allerdings die Qualität bezüglich Verunreinigungen in und an den Erzeugnissen. Werden zum Beispiel 1.000 Teile pro Stunde produziert, wäre ein Prüfvorgang pro Tag zu wenig. Es können täglich bis zu 24.000 fehlerhafte Teile produziert werden.

Durch eine Hochspannungsprüfung können z.B. Wickel von Batteriezellen auf Durchschlagfestigkeit getestet werden. Diese Messung kann automatisch durchgeführt werden und ist relativ günstig.

Prüfungen von Materialien (Eingangsprüfung) oder von Halberzeugnissen sind in der Regel viel aufwendiger. Im Spülkabinett werden die Materialien abgespült, die Verunreinigungen verbleiben im Mikrofilter. Der Filter wird nach der Trocknung gewogen oder im Mikroskop auf Verunreinigungen untersucht. Bei Bedarf wird eine REM (SEM) durchgeführt, um die Zusammensetzung der Verunreinigungen zu bestimmen.
Diese analytische Methoden können direkt in der Fertigung oder extern durch ein zertifiziertes Labor stattfinden.
Leider sind diese Analysen und deren Bewertungen zeitaufwendig, wodurch die Rückmeldung an die Fertigung Stunden oder Tage dauern kann.
Diese analytische Methode ist sehr zuverlässig und reproduzierbar, aber die Kosten für die technische Sauberkeit sind im Vergleich zu anderen Prüfungen hoch.

Ein vertretbares Mittelmaß des Prüfumfangs für Kunden und für die Produktion zu finden ist schwierig, aber möglich.

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