Curățare cu laser pentru plăci cu electrozi pentru baterii cu litiu: creșterea eficienței și calității în producția de vehicule electrice

Curățarea cu laser este salutată drept „tehnologia de curățare ecologică cu cel mai mare potențial de dezvoltare în secolul 21”. Este capabil să modifice structura granulației și orientarea suprafeței substratului fără a provoca daune. În plus, permite controlul rugozității suprafeței, îmbunătățind astfel performanța completă a suprafeței substratului. Curățarea cu laser este salutată drept „tehnologia de curățare ecologică cu cel mai mare potențial de dezvoltare în secolul 21”. Este capabil să modifice structura granulației și orientarea suprafeței substratului fără a provoca daune. În plus, permite controlul rugozității suprafeței, îmbunătățind astfel performanța cuprinzătoare a suprafeței substratului.

Odată cu accelerarea industrializării și avansarea constantă a obiectivelor „Dual Carbon” (carbon peaking și carbon neutrality), curățarea cu laser înlocuiește treptat procesele tradiționale de curățare în multe sectoare. A devenit din ce în ce mai mult o tehnologie indispensabilă de fabricare a echipamentelor în domeniile de producție-de ultimă generație, cum ar fi industria generală, apărare, construcții navale și aerospațială.

Conceptul de curățare cu laser a apărut la mijlocul-1980. Principiul său se bazează pe caracteristicile fasciculelor laser, cum ar fi densitatea mare de energie, direcția controlabilă și capacitatea puternică de focalizare. Aceste proprietăți permit laserului să interacționeze cu poluanții atașați la substratul piesei de prelucrat-cum ar fi petele de ulei, petele de rugină, reziduurile de praf, acoperirile, straturile de oxid sau peliculele, determinându-le să se separe de substrat prin mecanisme precum expansiunea termică instantanee, topirea și volatilizarea gazului.

Întregul proces de curățare cu laser este complex și poate fi împărțit aproximativ în vaporizare/descompunere cu laser, ablație cu laser, expansiune termică a particulelor contaminante, vibrația suprafeței substratului și detașarea contaminanților. În prezent, sunt disponibile metode precum curățarea prin ablație cu laser, curățarea cu laser-asistată cu peliculă lichidă și curățarea cu unde de șoc cu laser. Aceste metode pot curăța stabil și eficient diferite suprafețe de substrat obișnuite, inclusiv metale, aliaje, sticlă și diverse materiale compozite.

Avantajele comparative ale tehnologiei de curățare cu laser

În prezent, curățarea cu laser a devenit o metodă principală pentru tratarea suprafeței bateriei și este utilizată pe scară largă în cele trei procese principale de producție ale bateriilor de putere: fabricarea plăcilor cu electrozi, fabricarea celulelor și asamblarea bateriilor. Prin utilizarea surselor laser, capete de curățare și software de control prin control integrat pe computer, această tehnologie îmbunătățește semnificativ nivelul tehnologiei de fabricare a bateriilor.

1. Curățarea cu laser a plăcilor cu electrozi

În timpul acoperirii materialelor electrozilor pe colectoarele de curent pozitiv și negativ, foliile metalice trebuie curățate. Colectorul de curent pozitiv comun este folie de aluminiu, în timp ce colectorul de curent negativ este folie de cupru. Pentru a asigura stabilitatea colectoarelor de curent din interiorul bateriei, puritatea ambelor materiale trebuie să fie peste 98%.

Curățarea tradițională umedă cu etanol poate provoca cu ușurință deteriorarea altor componente ale bateriilor cu litiu. Utilizarea curățării cu laser pentru folii metalice nu numai că îmbunătățește eficiența procesului de curățare și economisește resursele de curățare, dar stabilește și monitorizarea-în timp real a datelor procesului de curățare și evaluarea cantitativă a rezultatelor curățării, ceea ce poate îmbunătăți în mod eficient consistența producției în masă a plăcilor cu electrozi.

2 Curățarea cu laser înainte de sudarea bateriei

În ultimii ani, sudarea cu laser a devenit un echipament standard pe liniile de producție a bateriilor de putere și este utilizată pe scară largă în sudarea urechilor bateriei de putere, știfturi de etanșare, bare colectoare și module de baterie. O suprafață curată și uniformă este o condiție prealabilă fundamentală pentru a obține o sudură și lipire durabilă și de succes. Prin urmare, efectuarea unui tratament de suprafață pe zonele de sudură înainte de sudare pentru a elimina contaminanții din îmbinările de sudură poate îmbunătăți în mod eficient calitatea sudurii și poate reduce costurile.

Comparație între curățarea terminalelor

Curățarea cu laser este aplicată în procesele de curățare pentru știfturi de etanșare și plăci adaptoare în stadiul de celule, bare colectoare și terminale în stadiul de modul, precum și folii albastre cu un singur-celula, silicon și acoperiri. Îndepărtează eficient contaminanții, praful și alte resturi de pe diferite suprafețe de la capăt, servind drept pregătire pentru sudarea bateriei și reducând defectele de sudare.

3 Curățarea cu laser în timpul asamblarii bateriei

Pentru a preveni accidentele de siguranță care implică bateriile cu litiu, banda adezivă externă este adesea aplicată pe celulele bateriilor cu litiu pentru a asigura izolare. Acest lucru previne scurtcircuitele, protejează liniile de circuit și previne zgârieturile.

Curățarea straturilor de oxid de pe cusăturile de sudură ale tăvii bateriei

Curățarea cu laser se aplică cordoanelor de sudură CMT de pe tăvile pachetului de baterii, acoperirilor electroforetice pe capacele superioare ale pachetului de baterii, straturilor de oxid de-a lungul pistelor de etanșare de pe carcasele pachetului de baterii și straturilor de oxid de pe plăcile de bază de protecție înainte de sudare. Acest proces îmbunătățește aderența pentru aplicarea benzii adezive sau a materialului de etanșare. Deoarece procesul de curățare nu generează poluanți nocivi, această metodă de curățare ecologică și ecologică devine din ce în ce mai importantă în contextul unei conștientizări sporite a mediului.

1 Avantaje de mediu
Curățarea cu laser este o metodă de curățare „verde” care nu necesită agenți chimici sau fluide de curățare. Deșeurile îndepărtate constă aproape în întregime din pulbere solidă, care are un volum mic, ușor de depozitat, reciclabil, nu implică reacții fotochimice și nu generează poluare. Poate rezolva cu ușurință problemele de poluare a mediului asociate cu curățarea chimică. Adesea, un singur ventilator de evacuare este suficient pentru a gestiona deșeurile generate de procesul de curățare.

2 Avantaje de eficacitate

Metodele tradiționale de curățare se bazează adesea pe contact-, exercitând o forță mecanică asupra suprafeței obiectului de curățat, ceea ce poate deteriora suprafața. Alternativ, mediul de curățare poate adera la suprafața obiectului, devenind imposibil de îndepărtat și provocând o poluare secundară. Natura non-abrazivă și fără-contact a curățării cu laser, combinată cu lipsa efectelor termice, asigură că substratul nu este deteriorat, rezolvând eficient aceste probleme.

Sistem de curățare cu laser a foliei de baterii cu litiu

3 Avantaje de control

Laserele pot fi transmise prin fibre optice și integrate cu manipulatoare și roboți pentru a facilita operarea de la distanță. Sunt capabili să curețe zonele greu accesibile prin metode tradiționale, asigurând siguranța personalului atunci când sunt utilizate în medii periculoase.

4 Avantaje de confort

Curățarea cu laser poate îndepărta diferite tipuri de contaminanți de pe suprafețele diverselor materiale, atingând un nivel de curățenie de neatins prin metodele convenționale de curățare. În plus, permite îndepărtarea selectivă a contaminanților de suprafață fără a deteriora substratul materialului.

5 Avantaje de cost

Curățarea cu laser este rapidă și eficientă, economisind timp. Deși achiziționarea unui sistem de curățare cu laser implică o investiție inițială relativ mare-o singură dată, sistemul asigură o utilizare stabilă-pe termen lung, cu costuri de operare reduse. Mai important, facilitează automatizarea ușoară.