文章导读：
- 什么是超声波除尘技术？
- 超声波除尘技术原理
- 超声波除尘技术的优势与不足
- 超声波除尘技术的应用
我国锂电产业进入规模化扩产周期，带动锂电装备朝精益求精和极限制造的方向发展。针对电池制造过程中难以避免的极片上存在粉尘、金属颗粒、杂质的问题，为了保障电池产品安全、提高电池质量、性能和生产效率，除尘装备成为各大电池生产基地必不可少的关键装备之一。
什么是超声波除尘
在材料生产、加工、运转的过程中，材料表面由于存在静电，表面会自带或吸附微尘，影响成品质量。随着各行业表面洁净度要求不断提高，10um以上粒径的微尘易于清除，0.1-10um的微尘，则难于去除。
10um以下微粒表面的电荷,在布朗运动和声波的振动以及磁力作用下,可使尘粒相互撞击而引起凝聚。超声波除尘的工作原理也是利用了这一特性。超声波除尘器就是利用声波使尘粒凝聚成微粒团,增加微粒的质量,然后从气体中分离出来从而净化。
超声波除尘原理
超声波除尘系统主要包含三个基本模块，第一要产生超声波，第二点需要将带有超声波的高压风打到材料表面，从而破坏材料表面的空气粘滞层。第三点既然打完以后把灰尘吸走。经高压震荡风吹出，把工作物表面粉尘吹离膜面，再利用负压风同时带离表面,造成无接触式除尘,是一种高效安全清洁的干式去除粉尘设备
一个高效的除尘系统与三个因素有关：一个是气源的要求，如果特别大或者特别小都不能把灰尘吸附。第二个是，可能会产生静电的材料，在进行超声波除尘之前一定会进行材料的消除静电。第三是真空吸附，防止二次污染，一定要做到100%回收。
优点：
1、去除材料表面1.5um及以上的灰尘等杂质，除尘效率达98%；
2、非接触方式避免材料表面损伤；
超声波除尘示意图
超声波除尘示意图 2
超声波除尘技术的优势与不足
首先了解一下锂电池前工序传统除尘：
1、风刀加负压除尘 2、毛刷除尘
缺点：只能去除表面20微米以上粉尘，且接触式除尘对极片造成二次伤害
一、前工序粉尘源头
序号
工序
粉尘来源
1
涂布粉尘
新风带入
接带掉粉
过辊摩擦
箔材破损
2
辊压粉尘
接带掉粉
断带掉粉
负压掉粉
3
分切粉尘
过辊掉粉
箔材边缘金属屑
分切边缘掉粉
4
激光切
激光切熔珠
正负极掉粉
超声波除尘包括UW系列、洗边型、超微型等多种类型，适用于不同工作场景。其优势主要体现在：
1）采用非接触式结构，避免极片等材料损伤；
2）超声波能够打破空气粘滞层，彻底清除极小颗粒（大于1.5μm）的粉尘、杂质等；
3）超声波发生器永不衰竭，性能持久稳定；
4）超声波发生器免维护，无易损件，为电池企业省去维护成本；
5）设计为闭环系统，以内部循环的洁净气体作为介质，不会破坏洁净车间的空气平衡，不会造成二次污染。
事实上超声波除尘系统有三个地方不能有效清除，分别是焊渣、油污和带粘性的物质。
超声波除尘技术的应用
在锂电池生产中，极片高速运动时会带来细微粉尘问题，一般大颗粒用吸尘器吸掉，但10μm、20μm、30μm或者更小的细微粉尘，因为高速运动过程中会产生空气粘滞层，导致微米级粉尘、金属颗粒、杂质被包裹住，被紧紧附着在极片上，吸尘器和风刀根本无法清除干净。
目前，主流电池企业都意识到，细微粉尘对电池性能的影响，而超声波除尘系统正是针对极片高速运动中细微粉尘问题更佳的解决方案。
超声波除尘系统的工作原理，超声波除尘系统具有高技术含量，既要破坏空气粘滞层，但又不能使极片上的化学物质被破坏，这个把控技术是难点。超声波除尘系统利用超声波打破空气粘滞层，轻松吸走粉尘等，又不破坏极片上的化学物质，从而提升电池性能。
超声波除尘产品的首个应用是锂电材料表面的除尘，根据材料的不同分为三种：
第一是小型的，适用于幅宽200—500（mm）的材料，如在隔膜机、以及卷绕机和激光模切机上应用。
第二类是中型的，适用于幅宽500—1200（mm）的材料；
第三是超大型的机器，适用于幅宽1200—1800（mm）的材料。
日本超声波除尘系统起步较早，产品主要供应松下等海外知名企业，应用于锂电行业效果显著，除了上述的材料除尘，在日本应用非常多的还有三类超声波除尘产品，分别是超微型、洗刀型、洗边型。
第一个是超微型，主要用于特殊工位除尘，比如锂电行业做方形电池在焊接的时候，铝壳和铝盖焊接的时候容易产生爆点和炸点，就可以用小型的超声波除尘单元除掉。
第二个是铣刀型，用于清理分切机上的灰尘，防止产生二次污染。
洗边型则被称为“毛刺清洗专家”，适用于材料边缘的清洗，大多数的毛刺经过超声波洗边系统也可以清理的很干净。
超声波除尘验证--激光模切除尘①
试验目的：
①验证激光切设备除尘机构有效性；
②验证超声波除尘机构有效性；
测试方法：
取距长30cm（一个极耳间距）极片，全检极片切割边缘，检测深度3cm，收集粉尘状态数据，收集区域如下图
实验5组、输出5组结构:
组别
输入
输出
正面吸尘
背面吸尘
毛刷
超声波除尘
金属
非金属
（切割口）
（切割口）
5-10um
10-30um
≥30um
小结：超声波除尘增加后，去除粉尘效率提升72%，同时无毛刷二次污染等问题。
超声波除尘验证--激光模切除尘②
验证方案：极片表面撒布粉尘，经过超声波除尘机构，对比前后粉尘数量、状态；
结论1：在极片表面撒布CMC 粉末，经过超声波除尘机构后，除尘效率达到100%
结论2：在极片表面撒布石墨粉末，经过除尘机构后，除尘效率达到100%返回搜狐，查看更多
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