方形电池铝壳等离子清洗增强粘接性能原理

文章出处：等离子清洗机厂家 | 深圳纳恩科技有限公司| 发表时间：2023-10-07

随着新能源汽车快速发展，方壳电芯作为最常用的新能源汽车动力模块，被广泛运用与各种新能源电动汽车动力电池模组当中。由于电芯表面需要粘贴绝缘垫,锂电池模组电芯表面需要利用到等离子清洗机对电池铝壳外壁进行清洗,从而保证张贴的平整与精确。

采用等离子清洗机对电池铝壳表面进行处理，示意图见图1。该设备由等离子发生器、气体输送系统及等离子喷枪等部分组成，基本工作原理是：利用高频放电，将等离子体喷枪内的压缩空气击穿电离，产生等离子体射流，喷向被处理工件，在其表面产生化学作用和物理变化。

方形电池铝壳等离子清洗示意图

等离子清洗原理

等离子体被称为物质的“第四态”，含有大量正电荷、负电荷等活性粒子。低温等离子体处理是一种新型的表面预处理技术，国内外已经开展了相关的研究工作。
等离子清洗的基本原理是利用高压电离气体，激发出电子、原子、分子和自由基，在高压下产生的射流，实现对材料的表面处理。空气电离过程中，大量的活性颗粒被喷射到材料表面，会使其发生清洗、刻蚀、表面活化和交联等改变，并在材料表面生成高能极性基团，与引入的自由基形成新的官能团，从而极大地改善材料的浸润性和粘附性，增加其表面能并提升其结合强度。等离子清洗简单环保高效，在粘结表面预处理方面已得到广泛应用。

电池铝壳表面等离子清洗预处理的增强机理

一般认为，胶粘剂和被粘表面之间的粘接力主要分为机械粘接力和化学键合力。

空气经过电离产生具有较高活性的等离子体，包括：离子、电子、亚稳态分子、原子、自由基以及光子等各种粒子。等离子体高速撞击材料表面时，除了将自身的能量传递到材料表层之外，还会引起表面刻蚀，使表面吸附的气体或其他物质的分子离开表层。部分粒子还可能发生自溅射，一些粒子特别是电子、亚稳态粒子有可能贯穿材料表层，贯穿深度可达5~50nm。

一方面方形铝壳表面的油污等有机污染物经过等离子处理得到有效清除，使得铝合金表面由疏水表面转变为亲水表面。同时电池铝壳表面吸附羟基等极性官能团，也更易与胶粘剂分子之间形成氢键结合，从而显著提升了铝合金表面活性与胶接强度。

另一方面，等离子体刻蚀作用能增强胶接界面之间的机械互锁作用。同时，方形铝壳表面粗糙度的增加提高了铝合金与胶粘剂的实际接触面积而增加了界面间分子力作用总和，从而在一定程度上提高了铝合金粘接的强度。

以上是国产等离子清洗机厂家纳恩科技关于方形电池铝壳等离子清洗增强粘接性能原理的简单技术，根据应用压力不同，等离子清洗机可分为常压等离子清洗机和低压等离子清洗机。近年来，常压等离子清洗机由于不需要真空室，可大面积露天处理，易与大规模生产应用而广受关注。这种方法最显著的优点是可以简单地将其与方形铝壳锂电池模组的自动装配生产线结合。