CN102274840B - 等离子体清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种等离子体清洁装置，该等离子体清洁装置等离子体清洁可再充电电池及其构成元件。根据本发明示范性实施例的等离子体清洁装置包括：腔室，形成大气压力空间；等离子体头，形成在腔室中，产生大气压力等离子体，并通过将大气压力等离子体发射到设置在腔室中的可再充电电池来清洁可再充电电池的至少一部分；间隙控制单元，安装在等离子体头处并控制可再充电电池的该部分与等离子体头之间的间隙；以及排气管，形成在等离子体头的一侧，连接到腔室的外部并将清洁期间产生的气体排出。

Description

等离子体清洁装置

技术领域

本公开涉及一种等离子体清洁可再充电电池及其构成元件的等离子体清洁装置。

背景技术

等离子体清洁方法用于弥补使用现有的清洁布和清洁流体的清洁方法的缺点。例如，等离子体清洁装置将被清洁的物体配置在位于大气压力等离子体腔两侧的正电极和负电极中间，并配置为通过用大气压力等离子体处理被清洁物体的表面而使表面改变为亲水性，从而清洁被清洁物体的表面。

当电施加到正电极和负电极时，电子从负电极发射。如果发射的电子的能量高于大气压力等离子体腔室中的内部粒子的电离能，与发射的电子碰撞的内部粒子被电离以产生等离子体。在此情形下，由于高电压施加到正电极和负电极以产生高温的等离子体，被清洁的物体会被间接地损坏。因此，被清洁的物体应当形成为特定水平以上的厚度。

在本背景部分公开的以上信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此它可以包含并不形成已被该国中本领域技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明力图提供一种具有等离子体清洁可再充电电池及其构成元件的优点的等离子体清洁装置。

本发明的示范性实施例提供了一种等离子体清洁装置，该等离子体清洁装置包括：腔室，形成大气压力空间；等离子体头，形成在腔室中，产生大气压力等离子体，并通过将大气压力等离子体发射到设置在腔室中的可再充电电池来清洁可再充电电池的至少一部分；间隙控制单元，安装在等离子体头处并控制可再充电电池的该部分与等离子体头之间的间隙；以及排气管(exhaust duct)，形成在等离子体头的一侧，该排气管连接到腔室的外部并将清洁期间产生的气体排出。

等离子体头可以包括第一等离子体头和第二等离子体头，第一等离子体头和第二等离子体头设置为面对可再充电电池的两侧。

间隙控制单元可以包括：第一间隙控制单元，通过安装在腔室处并支撑第一等离子体头来控制第一等离子体头与可再充电电池之间的间隙；以及第二间隙控制单元，通过安装在腔室处并支撑第二等离子体头来控制第二等离子体头与可再充电电池之间的间隙。

根据本发明示范性实施例的等离子体清洁装置还可以包括高度控制单元，该高度控制单元通过垂直向下安装在第一等离子体头与第二等离子体头之间来控制可再充电电池在第一等离子体头与第二等离子体头之间的高度。

第一等离子体头与可再充电电池的该部分之间的第一间隙以及第二等离子体头与可再充电电池的该部分之间的第二间隙可以分别在2至4mm的范围。

等离子体头可以包括：用于提供源气体的管道；正电极和负电极，彼此面对并通过与管道的侧面装配而连接到管道；引导件，通过形成正电极和负电极的内表面而形成通道；以及陶瓷端，形成发射孔以连接位于正电极、负电极和引导件的端部处的通道。

引导件可以在通道中形成突起和凹陷的结构。

连接到可再充电电池的引线接头的厚度为0.05至0.15mm，陶瓷端与引线接头之间的间隙可以在2至4mm的范围。

可再充电电池的罐的厚度为0.3至0.4mm，陶瓷端与罐之间的间隙可以在2至4mm的范围。

根据本发明的示范性实施例，通过在腔室中包括等离子体头并在其间插设间隙控制单元以及从等离子体头在可再充电电池的部分处发射大气压力等离子体，能够用大气压力等离子体清洁可再充电电池及其构成元件。

通过控制施加到等离子体头的电、等离子体头与可再充电电池的部分之间的间隙以及发射大气压力等离子体来清洁的处理时间，产生了用大气压力等离子体清洁可再充电电池的部分的效果。

根据本发明的示范性实施例，通过将可再充电电池的引线接头设置在第一和第二等离子体头之间并控制施加到第二和第二等离子体头的电压、第一和第二等离子体头与引线接头之间的第一和第二间隙以及发射大气压力等离子体来清洁的处理时间，能够清洁具有0.05至0.15mm的厚度的引线接头。

附图说明

图1是根据本发明示范性实施例的等离子清洁装置的示意图；

图2是图1中被等离子体清洁的可再充电电池的分解透视图；

图3是沿图2中的III-III线截取的截面图；

图4是示出图1的第一和第二等离子体头以及引线接头的设置的透视图；以及

图5是图4的第一和第二等离子体头的截面图。

<附图标记的描述>

10：电极组件

11，12：(正电极和负电极)引线接头

20：罐                   30：盖组件

100：可再充电电池        200：腔室

300：等离子体头          400：间隙控制单元

500：排气管

310，320：第一等离子体头和第二等离子体头

311，321：管道           312，322：正电极

313，323：负电极         314，324：引导件

315，325：发射孔         316，326：陶瓷端

410，420：第一间隙控制单元和第二间隙控制单元

411，421：第一支架和第二支架

412，422：第一引导螺钉和第二引导螺钉  600：高度控制单元

610：支撑件              620：旋转支撑单元

630：引导螺钉            G1，G2：第一间隙和第二间隙

具体实施方式

在下文将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的示范性实施例。本领域技术人员应当理解，所描述的实施例可以以多种不同的方式修改，而都不背离本发明的精神或范围。附图和描述应被认为在本质上是说明性的，而不是限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。

图1是根据本发明示范性实施例的等离子体清洁装置的示意图。参照图1，等离子体清洁装置包括：腔室200，形成大气压力空间并容纳要被清洁的可再充电电池100；等离子体头300，形成在腔室200中并产生大气压力等离子体；间隙控制单元400，安装在等离子体头300处；以及排气管500，形成在等离子体头300的一侧。

在示范性实施例的清洁器件中清洁的可再充电电池可以是最终的产品，或是在制造可再充电电池100期间的工艺中的制品。因此，要被清洁的可再充电电池100可以不包括在下文解释的可再充电电池100的完整构造。例如，要被清洁的可再充电电池100可以是不包括图2和图3中的盖组件30的状态。为了方便，解释基本构造的图2和图3是采用完整的可再充电电池100作为示例来解释的，解释等离子体清洁的图1、图4和图5是采用不包括盖组件30的可再充电电池100来解释的，它们彼此采用相同的附图标记。

图2是图1中的被等离子体清洁的可再充电电池的分解透视图，图3是沿图2中的线III-III截取的截面图。参照图2和图3，可再充电电池100包括：电极组件10；罐20，容纳电极组件10以及电解质溶液；以及盖组件30，密封形成在罐20的一侧的开口。

电极组件10通过层叠并螺旋缠绕正电极4、负电极6以及插设在其间的分隔件2而以卷绕形状形成。电极组件10具有对应于罐20的方形形状的内部空间的形状，从而被插入在罐20里面。

罐20通过形成在其一侧的开口来接收电极组件10，并形成为能够起到电极端子的作用的导体。例如，罐20由铝或铝合金形成，并电连接到电极组件10的正电极4以用作正电极端子。在此情形下，装配在盖组件30中的电极端子31电连接到电极组件10的负电极6以用作负端子。相反地，罐20可以用作负端子，电极端子31可以用作正端子。

盖组件30包括：盖板32，固定到罐20的开口；电极端子31，插入盖板32的端子孔32a中，并在其间插设绝缘衬垫33；端子板54，电连接到电极端子31的底部；绝缘板36，位于盖板32与端子板54之间；以及绝缘壳37，使电极组件10和盖组件30绝缘。绝缘衬垫33使电极端子31与盖板32电绝缘，绝缘板36使端子板54与盖板32电绝缘。

固定到电极组件10的正电极4的正电极引线接头11焊接到盖板32的内表面，并传输正电极4的电流到盖板32和罐20。也就是，罐20用作正端子。固定到电极组件10的负电极6的负电极引线接头12焊接到端子板54的底部，并将负电极6的电流传输到端子板54和电极端子31。也就是，电极端子31用作负端子。在示范性实施例中，正电极引线接头11和负电极引线接头12在相同的方向引出，但是正电极引线接头11和负电极引线接头12可以在相反的方向(未示出)引出。在下文，正电极引线接头11和负电极引线接头12被称作引线接头11和12。

再参照图1，示范性实施例的等离子体清洁装置可以根据提供在腔室200里面的可再充电电池100的制造工艺的完成程度来设定清洁部件。例如，如果完整产品的可再充电电池100提供到腔室200，则示范性实施例的等离子体清洁装置可以用大气压力等离子体清洁罐20的表面。如果提供没有组装盖组件30的可再充电电池100(件图1、图4、图5)，则可以清洁罐20或引线接头11和12。

腔室200提供空间以容纳制造工艺期间的可再充电电池100并等离子体清洁要被清洁的单元，例如可再充电电池100的部分或可再充电电池100的构成元件。也就是，通过划分清洁区域并保持清洁条件的动态平衡，腔室200提供了用于清洁可再充电电池100中的罐20或引线接头11和12的表面的液体污染材料的空间。

排气管500将等离子体头300的一侧连接到腔室200的外部，因此它通过将清洁期间在腔室200中产生的污染气体排出使得清洁工艺安全。排气管500可以包括风扇(未示出)以强制排出腔室200中的污染气体。

通过发射大气压力等离子体到提供在腔室200中的可再充电电池100的罐20或引线接头11和12，等离子体头300配置为清洁附着在罐20或引线接头11和12的表面上的液体污染材料。等离子体头300和大气压力等离子体快速安全地清洁保留在罐20或引线接头11和12中的液体材料，防止罐20或引线接头11和12的二次污染和损失，简化清洁操作工艺，并允许保持干净的清洁操作环境。

图4是示出图1中的第一和第二等离子体头以及引线接头的设置的透视图，图5是图4中的第一和第二等离子体头的截面图。参照图4和图5，等离子体头300包括第一等离子体头310和第二等离子体头320，第一等离子体头310和第二等离子体头320设置为面对可再充电电池100的罐20或引线接头11和12(为方便，图4和图5示出一种情形)的两侧。

第一等离子体头310和第二等离子体头320通过同时的清洁工艺同时地清洁罐20或引线接头11和12的两侧，因此可以改善工艺效率。此外在第一等离子体头310和第二等离子体头320分别清洁两侧的情况下，能够防止一侧的污染材料附着到另一侧。

第一等离子体头310和第二等离子体头320包括：管道311和321，供应产生等离子体的源气体；正电极312和322以及负电极313和323，彼此面对并连接到管道311和321的一侧；引导件314和324，通过形成在正电极312和322以及负电极313和323的内表面处而形成通道；以及陶瓷端316和326，形成连接到通道的发射孔315和325。

管道311和321提供源气体诸如N₂、O₂、CF₄在正电极312和322与负电极313和323之间。如果电压施加到正电极312和322与负电极313和323，电子从负电极313和323发射。所发射的电子的能量变得高于提供在正电极312和322与负电极313和323之间的源气体粒子的电离能，源气体粒子通过与发射的电子碰撞而离化并产生大气压力等离子体。等离子体根据引导件314和324的引导发射到陶瓷端316和326的发射孔315和325，并清洁可再充电电池100的引线接头11和12的表面。

引导件314和324在通道处形成突起和凹陷的结构以诱导大气压力等离子体的形成并保护正电极312和322以及负电极313和323不受所产生的大气压力等离子体损伤。例如，引导件314和324可以由陶瓷形成。

为了用发射到第一等离子体头310的发射孔315和第二等离子体头320的发射孔325的大气压力等离子体来清洁可再充电电池100的罐20或引线接头11和12的表面，应当适当地保持第一等离子体头310和第二等离子体头320与罐20之间的间隙或第一等离子体头310和第二等离子体头320与引线接头11和12之间的间隙。

通过控制等离子体头300在腔室200中的位置，间隙控制单元400配置为控制等离子体头300与可再充电电池100的罐20或引线接头11和12之间的间隙。例如，间隙控制单元400包括分别安装在第一等离子体头310和第二等离子体头320处的第一间隙控制单元410和第二间隙控制单元420。

第一间隙控制单元410安装在腔室200中且支撑第一等离子体头310，并控制第一等离子体头310与可再充电电池100的罐20或引线接头11和12之间的第一间隙G1。例如，第一间隙控制单元410包括：第一支架411，安装在第一等离子体头310处；以及第一引导螺钉412，通过与第一支架411螺钉结合而安装在腔室200处。第一支架411上的第一等离子体头310与引线接头11和12之间设定的第一间隙G1通过操作第一引导螺钉412来控制。

第二间隙控制单元420安装在腔室200中且支撑第二等离子体头320，并控制第二等离子体头320与可再充电电池100的罐20或引线接头11和12之间的第二间隙G2。例如，第二间隙控制单元420包括：第二支架421，安装在第二等离子体头320处；以及第二引导螺钉422，通过与第二支架421螺钉结合而安装在腔室200处。第二支架421上的第二等离子体头320与引线接头11和12之间设定的第二间隙G2通过操作第二引导螺钉422来控制。

第一间隙G1和第二间隙G2可以根据形成可再充电电池100的构成元件来设定，也就是罐20的厚度或引线接头11和12的厚度。例如，在引线接头11和12的厚度为0.05至0.15mm的情况下，施加到正电极312和322以及负电极313和323的电压的峰值为8.8kV，频率为20kHz，脉冲宽度(duty)为8μs，第一等离子体头310和第二等离子体头320的最大温度是130℃，发射大气压力等离子体的处理速度是5mm/sec，源气体是N₂160L/min或O₂2.3L/min，陶瓷端316和326与引线接头11和12之间的第一间隙G1和第二间隙G2形成为在2至4mm的范围。在第一间隙G1和第二间隙G2小于2mm的情况下，所发射的大气压力等离子体会过多地施加到引线接头11和12，并损伤引线接头11和12。在第一间隙G1和第二间隙G2大于4mm的情况下，大气压力等离子体会过弱地施加到引线接头11和12，而不能或不能完全地清洁引线接头11和12。也就是，存在清洁较差的部分。

罐20的厚度为0.3至0.4mm，通常比引线接头11和12的厚度更厚，因此罐20对大气压力的抗磨损性和耐久性大于引线接头11和12。因此，在相同条件下，第一间隙G1和第二间隙G2可以设定为2至4mm，但它在清洁引线接头11和12时可以设定得相对更接近2mm，而在清洁罐20时可以设定得相对更接近4mm。

另一方面，高度控制单元600垂直向下地安装在第一等离子体头310和第二等离子体头320之间，并配置为控制可再充电电池100在第一等离子体头310和第二等离子体头320之间的高度。高度控制单元600安装在腔室200中并支撑设置可再充电电池100的支撑件610，并控制可再充电电池100的罐20或引线接头11和12在第一等离子体头310和第二等离子体头320之间的高度。

例如，高度控制单元600包括：旋转支撑单元620，安装在腔室200处；以及引导螺钉630，通过螺钉结合到旋转支撑单元620而连接到支撑件610。通过操作引导螺钉630来控制可再充电电池100在支撑件610上的高度，罐20或引线接头11和12位于第一等离子体头310与第二等离子体头320之间。

可再充电电池100的高度通过高度控制单元600而位于第一等离子体头310与第二等离子体头320之间，在此情形下，第一等离子体头310和第二等离子体头320与可再充电电池100之间的第一间隙G1和第二间隙G2通过第一间隙控制单元410和第二间隙控制单元420来控制。

尽管已经结合目前被认为是可行的示范性实施例来描述本发明，但是应当理解，本发明不限于公开的实施例，而是相反地，旨在覆盖包括在权利要求书的精神和范围内的各种修改和等价布置。

Claims (6)

1.一种等离子体清洁装置，包括：

腔室，形成大气压力空间；

等离子体头，形成在所述腔室中，产生大气压力等离子体，并通过将所述大气压力等离子体发射到设置在所述腔室中的可再充电电池来清洁所述可再充电电池的至少一部分，其中所述等离子体头包括第一等离子体头和第二等离子体头，所述第一等离子体头和所述第二等离子体头设置为面对所述可再充电电池的两侧；

间隙控制单元，安装在所述等离子体头处并通过控制所述等离子头在所述腔室中的位置来控制所述可再充电电池的该部分与所述等离子体头之间的间隙；

排气管，形成在所述等离子体头的一侧，所述排气管连接到所述腔室的外部并将清洁期间产生的气体排出；以及

高度控制单元，该高度控制单元通过垂直向下安装在所述第一等离子体头与所述第二等离子体头之间来控制所述可再充电电池在所述第一等离子体头与所述第二等离子体头之间的高度，

其中所述间隙控制单元安装在所述腔室中并支撑所述等离子体头，

其中所述间隙控制单元包括：

第一间隙控制单元，通过安装在所述腔室处并支撑所述第一等离子体头来控制所述第一等离子体头与所述可再充电电池的一侧之间的间隙；以及

第二间隙控制单元，通过安装在所述腔室处并支撑所述第二等离子体头来控制所述第二等离子体头与所述可再充电电池的另一侧之间的间隙。

2.如权利要求1所述的装置，其中：

所述第一等离子体头与所述可再充电电池的该部分之间的第一间隙以及所述第二等离子体头与所述可再充电电池的该部分之间的第二间隙分别在2至4mm的范围。

3.如权利要求1所述的装置，其中：

所述等离子体头包括：

用于提供源气体的管道；

正电极和负电极，彼此面对并通过与所述管道的侧面装配而连接到所述管道；

引导件，通过形成所述正电极和所述负电极的内表面而形成通道；以及

陶瓷端，形成发射孔，该发射孔连接位于所述正电极、负电极和引导件的端部处的所述通道。

4.如权利要求3所述的装置，其中：

所述引导件在所述通道中形成突起和凹陷的结构。

5.如权利要求3所述的装置，其中：

连接到所述可再充电电池的引线接头的厚度为0.05至0.15mm，

所述陶瓷端与所述引线接头之间的间隙在2至4mm的范围。

6.如权利要求3所述的装置，其中：

所述可再充电电池的罐的厚度为0.3至0.4mm，

所述陶瓷端与所述罐之间的间隙在2至4mm的范围。