酷尔森：干冰清洗技术在锂电池生产工艺中的应用

干冰清洗技术是一种无残留、非接触式、低温环保的清洗方案，其原理是利用高压气流将干冰颗粒（固态 CO₂，粒径 0.1–3 mm）高速喷射至待清洗表面，通过动能冲击破碎、低温脆化剥离、升华挥发脱离三重作用去除污染物，全程无二次废弃物产生。在锂电池生产工艺中，该技术可适配从极片制造到模组 pack 的全流程清洗需求，完美契合锂电行业高洁净度、无杂质引入、基材零损伤的严苛标准。

锂电池生产关键工艺环节的干冰清洗应用

锂电池生产流程长、工序复杂，污染物类型以浆料残留、粉尘、油污、胶黏剂残留、金属碎屑为主，传统清洗方式（水洗、溶剂清洗、人工擦拭）存在残留、损伤基材、效率低下等问题，干冰清洗可针对性解决这些痛点，

具体应用如下：

1. 极片制造环节清洗

极片是锂电池的关键部件，其洁净度直接影响电芯的容量、循环寿命和安全性，该环节的清洗需求集中在 3 个细分工序：

• 涂布工序后清洗：极片涂布过程中，涂布辊、转移辊及极片表面易残留未固化的正 / 负极浆料（如三元、磷酸铁锂浆料）、粉体颗粒。传统溶剂清洗会残留化学试剂，水洗则易导致铝箔 / 铜箔基材氧化；干冰清洗通过低温脆化浆料黏结层，高速颗粒冲击剥离残留，不损伤极片涂层和箔材基材，且无任何残留，可直接衔接后续辊压工序。
• 分切 / 制片工序后清洗：极片分切时会产生金属碎屑、粉尘，若残留于极片表面，会导致电芯内部短路。干冰清洗可在分切机在线运行时进行清洗，无需停机拆卸，既去除碎屑粉尘，又避免人工擦拭造成的极片褶皱、划伤。
• 极耳焊接前预处理：极耳焊接前需去除表面氧化层、油污，保证焊接强度。干冰清洗的低温特性可快速脆化氧化层，同时高压气流吹除油污，不破坏极耳金属基材，提升焊接良率。

2. 电芯装配环节清洗

电芯装配（卷绕 / 叠片→封装→注液）是锂电池成型的关键步骤，污染物残留会直接引发电芯失效，干冰清洗的应用场景包括：

• 卷绕 / 叠片设备清洗：卷绕机的导辊、夹具，叠片机的吸嘴、平台易残留隔膜碎屑、极片粉尘和胶黏剂。干冰清洗可实现在线不停机清洗，避免设备拆卸造成的生产中断，同时防止杂质掉入电芯内部。
• 电芯壳体清洗：铝壳、软包电芯外壳在冲压、转运过程中会附着冲压油、金属粉尘，注液前需彻底清洗。干冰清洗可高效去除油污和粉尘，且无水分残留，避免注液后电解液与水分反应生成气体，导致电芯鼓包。
• 注液口预处理清洗：注液前注液口残留的密封胶、粉尘会污染电解液，干冰清洗可准确清洗注液口狭小区域，保证电解液纯度。

3. 模组与 Pack 组装环节清洗

模组和 Pack 组装涉及电池串并联、外壳装配、冷却系统安装，清洗需求聚焦于：

• 模组焊接面清洗：电芯串并联焊接前，汇流排、电极连接面的氧化层、油污会降低焊接导电性，干冰清洗可快速去除表面污染物，提升焊接可靠性。
• Pack 外壳与冷却管路清洗：Pack 外壳冲压、焊接后残留的焊渣、油污，冷却管路内的金属碎屑、密封胶残留，均可通过干冰清洗去除；对于管路等复杂腔体，干冰颗粒可深入内部缝隙，清洗效果优于传统水洗和毛刷清洗。
• BMS 电路板清洗：电池管理系统（BMS）电路板在组装过程中易附着助焊剂、粉尘，干冰清洗可在不损伤电路板元器件的前提下，去除表面污染物，提升电路板绝缘性能。

4. 生产设备的在线维护清洗

锂电池生产设备（涂布机、分切机、卷绕机、焊接机）的定期清洗是保障产能和产品良率的关键，干冰清洗在此环节的优势尤为突出：

• 可在线清洗，无需拆卸设备部件，大幅缩短停机时间（传统拆卸清洗需数小时至数天，干冰清洗只需数十分钟）。
• 针对设备的精密部件（如涂布模头的狭缝、卷绕机的精密齿轮），干冰清洗的非接触特性可避免刮伤和精度损伤。
• 去除设备表面的浆料结垢、油污后，可提升设备运行稳定性，减少设备故障频次。

干冰清洗技术在锂电池生产中的优势

对比水洗、溶剂清洗、超声波清洗等传统方案，干冰清洗适配锂电生产的关键优势体现在 5 个方面：

应用注意事项与优化方向

1. 参数准确控制：需根据清洗对象调整干冰颗粒粒径、喷射压力和喷射距离。例如，清洗极片涂层时需采用小粒径颗粒 + 低压力，避免涂层脱落；清洗设备厚结垢时则需大粒径颗粒 + 高压力。
2. 低温影响规避：干冰温度低至 - 78.5℃，长时间喷射可能导致部分胶黏剂（如极片粘结剂、电芯封装胶）脆化开裂，需控制单次喷射时间，或采用间歇式喷射方案。
3. 配套系统设计：建议搭配 CO₂回收系统，将升华后的 CO₂收集并重新制成干冰颗粒，降低耗材成本；同时配置除尘装置，收集清洗过程中剥离的粉尘，避免车间空气污染。

 行业应用趋势

随着锂电池行业对高安全性、高一致性的要求提升，以及环保政策趋严，干冰清洗技术正逐步替代传统清洗方案，成为头部锂电企业（如宁德时代、比亚迪、松下）的主流清洗工艺。未来，干冰清洗设备将向智能化、模块化方向发展，通过与生产线 MES 系统联动，实现清洗参数的自动调整和清洗效果的在线检测。