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Editorial
01/02/2021

La limpieza por láser garantiza la alta calidad de las soldaduras en la producción de baterías

El rendimiento de una batería es tan bueno como la unión entre la célula y la lengüeta. Se utilizan varias técnicas de soldadura, pero en todos los casos, la calidad de la unión está directamente relacionada con la limpieza de las piezas. Los contaminantes de la superficie, como los compuestos orgánicos, la grasa, el aceite, los agentes inhibidores de la corrosión y otros compuestos utilizados habitualmente en la fabricación, pueden provocar una mala fusión, grietas y porosidad en las uniones.

Cuando se calientan, los compuestos orgánicos, por ejemplo, se convierten en gases y se expanden en volumen. La presión se acumula y expulsa el metal fundido durante la soldadura. La expulsión del metal y los agujeros resultantes pueden provocar cortocircuitos, juntas más débiles y fugas en las baterías.

¿La solución? Limpiar las superficies antes de soldar. El riesgo de fallo de la unión puede reducirse significativamente eliminando las impurezas orgánicas e inorgánicas de las superficies a soldar.

Limpieza con láser

Hay tres formas principales de limpiar las baterías antes de soldar: la limpieza por plasma, el chorreado de medios y la limpieza por láser. En la limpieza por plasma, las impurezas y los contaminantes se eliminan mediante un plasma energético o un plasma de descarga de barrera dieléctrica (DBD) creado a partir de la ionización de alta frecuencia de especies gaseosas. Aunque los métodos basados en el plasma pueden limpiar grandes áreas simultáneamente, es difícil configurar el sistema para que la limpieza sea eficaz. Además, este método no siempre elimina los contaminantes a los niveles requeridos por los procesos de unión posteriores.

El chorreado de medios utiliza abrasivos para arrancar los contaminantes de la superficie de una pieza. Aunque es eficaz, puede dar lugar a microabolladuras, que pueden reducir tanto la resistencia de la soldadura como el aspecto del producto acabado. El medio de chorreado puede ser CO2 congelado, también conocido como "hielo seco", o un material sólido. Un material sólido puede contaminar las superficies y se desgastará, lo que provocará una disminución de la eficacia de la limpieza a lo largo de la vida útil del medio de limpieza. Además, la sustitución del material de limpieza supone un coste y la eliminación segura de los medios de limpieza contaminados. Por último, tras el chorreado con un material sólido, es necesario retirar los medios de limpieza de las baterías, lo que conlleva una segunda ronda de limpieza y la aparición de residuos.

La limpieza por láser también limpia eficazmente, pero no estropea el producto final, a diferencia del chorreado con material sólido. No requiere un sistema complejo, como en la limpieza por plasma. La capacidad de limpiar las superficies de forma fiable sin dañarlas ni tocarlas significa que la limpieza láser es excelente para la fabricación de baterías de alta calidad. En la limpieza por láser, se enfoca un láser sobre el sustrato para eliminar cualquier material que contamine su superficie. La cantidad de material eliminado depende de la intensidad, el ancho de pulso y la longitud de onda del láser, así como del propio material. El rayo láser es absorbido por cualquier contaminación y se rompen sus enlaces químicos. Se puede utilizar tanto un láser pulsado de nanosegundos (fibra) como un láser de onda continua, aunque el primero se utiliza más habitualmente debido a su mayor intensidad. La limpieza por láser es rápida, segura, fiable, estable, respetuosa con el medio ambiente y rentable.

  • Rápida: La limpieza por láser elimina los contaminantes de la superficie de forma rápida y limpia, reduciendo la necesidad de un posprocesamiento posterior.
  • Segura: La limpieza por láser crea sólo una pequeña cantidad de material en polvo, que puede ser fácilmente manejado por unidades de extracción de humos.
  • Rentable: El coste total de propiedad de un láser es significativamente menor que el de otras opciones de limpieza. Además, debido a su rapidez y seguridad, los sistemas de ablación por láser suelen amortizarse en un año.

La industria se está pasando a la limpieza por láser de las conexiones de las baterías antes de su unión para mejorar la calidad y reducir los costes de forma rápida, segura y rentable.


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