Laserové čištění desek elektrod lithiových baterií: Zvyšte efektivitu a kvalitu výroby elektromobilů

Laserové čištění je všeobecně považováno za „zelenou technologii čištění s největším potenciálem rozvoje v 21. století“. Dokáže změnit strukturu zrn a orientaci povrchu substrátu, aniž by došlo k poškození, a umožňuje přesně řídit drsnost povrchu -, což přímo zvyšuje komplexní výkon substrátu.

S urychlováním industrializace a neustálým pokrokem v cílech „Dual Carbon“ (uhlíkové maximum a uhlíková neutralita) laserové čištění postupně nahrazuje tradiční čisticí procesy v mnoha odvětvích a stalo se nepostradatelnou technologií-výroby zařízení ve špičkových-oborech, jako je všeobecný průmysl, obrana, stavba lodí a letectví. Nikde není tento posun tak důslednější než ve výrobě lithiových baterií, kde požadavky na čistotu splňují extrémní tlak na propustnost a konzistenci. Kromě elektrodových fólií,nové aplikace čištění energetickým laseremkryty rozpětí baterií, přípojnice a následné komponenty EV.

Koncept laserového čištění vznikl v polovině-80. let. Jeho princip se opírá o vlastnosti laserových paprsků - vysokou hustotu energie, ovladatelný směr a silnou schopnost zaostřování. Tyto vlastnosti umožňují laseru interagovat se znečišťujícími látkami připojenými k substrátu obrobku -, jako jsou olejové skvrny, rezavé skvrny, zbytky prachu, povlaky, oxidové vrstvy nebo filmy, což způsobuje jejich oddělení od substrátu prostřednictvím mechanismů, jako je okamžitá tepelná roztažnost, tání a těkání plynu.

Celý proces čištění laserem je složitý a lze ho zhruba rozdělit na odpařování/dekompozici laserem, laserovou ablaci, tepelnou expanzi částic nečistot, vibrace povrchu substrátu a odlučování nečistot. V současné době jsou dostupné metody, jako je čištění laserovou ablací, čištění pomocí tekutého filmu-laserem a čištění laserovou rázovou vlnou. Tyto metody mohou stabilně a účinně čistit různé běžné povrchy substrátů, včetně kovů, slitin, skla a různých kompozitních materiálů.

Srovnávací výhody technologie laserového čištění oproti chemickým a mechanickým alternativám jsou shrnuty níže:

Laserové čištění se stalo primární metodou povrchové úpravy baterií a je široce používáno ve třech hlavních výrobních procesech napájecích baterií: výroba elektrodových desek, výroba článků a montáž baterií. Využitím laserových zdrojů, čisticích hlav a řídicího softwaru prostřednictvím počítače-integrovaného řízení tato technologie výrazně zvyšuje celkovou úroveň výroby baterií.

1. Čištění elektrodové desky (fólie) před potažením

Během nanášení elektrodových materiálů na kladné a záporné sběrače proudu je třeba kovové fólie vyčistit. Společným sběračem kladného proudu je hliníková fólie, zatímco sběračem záporného proudu je měděná fólie. Pro zajištění stability proudových kolektorů uvnitř baterie je požadována čistota obou materiálů nad 98 %.

Tradiční mokré čištění etanolem může snadno způsobit poškození ostatních součástí lithiových baterií. Použití laserového čištění kovových fólií nejen zlepšuje efektivitu procesu čištění a šetří prostředky na čištění, ale také zavádí-monitorování dat procesu čištění v reálném čase a kvantitativní hodnocení výsledků čištění, což může účinně zlepšit konzistenci hromadné výroby elektrodových desek.

K dosažení vysokorychlostního,{0}}nepoškozujícího{1}}čištění fólií na automatických bateriových linkách se výrobci spoléhají na specializovaná vysoce{2}}přesná zařízení, jako jeLaserový čisticí systém fólie na lithiové baterie.

2. Před-čištění svarů jazýčků, přípojnic a těsnicích kolíků

V posledních letech se laserové svařování stalo standardním vybavením výrobních linek napájecích baterií a je široce používáno při svařování štítků napájecích baterií, těsnicích kolíků, přípojnic a bateriových modulů. Čistý a jednolitý povrch je základním předpokladem pro dosažení úspěšného a trvanlivého svařování a lepení. Provedení povrchové úpravy na svarových plochách před svařováním - odstraněním nečistot ze svarových spojů - proto účinně zlepšuje kvalitu svařování a snižuje náklady.

Porovnání čištění terminálů

Laserové čištění se používá v čisticích procesech pro utěsnění kolíků a adaptérových desek ve fázi článku, přípojnic a svorek ve fázi modulu, stejně jako u jednočlánkových modrých filmů, silikonu a povlaků. Účinně odstraňuje nečistoty, prach a jiné nečistoty z různých koncových povrchů, slouží jako příprava pro svařování baterií a snižuje vady svařování. Ve velko-objemové produkci PACK, vyhrazenépřed-laserové čištění termináluje nyní považován za zásadní pro prevenci selhání kloubů.

3. Příprava povrchu během montáže modulu a balení

Aby se předešlo bezpečnostním nehodám s lithiovými bateriemi, je na články lithiových baterií často aplikována vnější lepicí páska, která poskytuje izolaci. To zabraňuje zkratům, chrání obvodové vedení a zabraňuje poškrábání.

Čištění oxidových vrstev na svarech přihrádky na baterie

Laserové čištění se aplikuje na CMT svarové švy na bateriových podnosech, elektroforetické povlaky na horních krytech bateriových sad, oxidové vrstvy podél těsnicích pásů na pouzdrech bateriových sad a oxidové vrstvy na ochranných základních deskách před svařováním. Tento proces zvyšuje přilnavost pro lepicí pásku nebo aplikaci tmelu. Vzhledem k tomu, že proces čištění nevytváří žádné škodlivé znečišťující látky, tento ekologický a ekologický způsob čištění se stává stále důležitějším v kontextu zvýšeného povědomí o životním prostředí.

1. Ekologické výhody

Laserové čištění je „zelená“ metoda čištění, která nevyžaduje žádné chemické prostředky ani čisticí kapaliny. Odstraněný odpad sestává téměř výhradně z pevného prášku, který má malý objem, snadno se skladuje, je recyklovatelný, nezahrnuje žádné fotochemické reakce a nevytváří žádné znečištění. Může snadno vyřešit problémy se znečištěním životního prostředí spojené s chemickým čištěním. Často postačí jeden odtahový ventilátor pro manipulaci s odpadem vznikajícím při procesu čištění.

2. Efektivita Výhody

Tradiční metody čištění jsou často kontaktní{0}}a vyvíjejí mechanickou sílu na povrch čištěného předmětu, což může povrch poškodit. Alternativně může čisticí médium ulpívat na povrchu předmětu, nelze jej odstranit a způsobovat sekundární znečištění. Ne-abrazivní a bez{4}}kontaktní povaha laserového čištění v kombinaci s nedostatkem tepelných účinků zajišťuje, že se substrát nepoškodí, což tyto problémy účinně řeší.

3. Výhody ovládání

Lasery mohou být přenášeny přes optická vlákna a integrovány s manipulátory a roboty pro usnadnění dálkového ovládání. Jsou schopny čistit oblasti, které jsou obtížně dostupné tradičními metodami, a zajišťují bezpečnost personálu při použití v nebezpečném prostředí.

4. Pohodlí Výhody

Laserové čištění může odstranit různé typy nečistot z povrchů různých materiálů a dosáhnout úrovně čistoty nedosažitelné konvenčními metodami čištění. Navíc umožňuje selektivní odstranění povrchových nečistot bez poškození materiálového substrátu.

5. Cenové výhody

Laserové čištění je rychlé a efektivní, šetří čas. Přestože nákup laserového čisticího systému vyžaduje poměrně vysokou počáteční jednorázovou-investici, systém zajišťuje stabilní dlouhodobé-používání s nízkými provozními náklady. Ještě důležitější je, že usnadňuje snadnou automatizaci.

Laserové čištění zajišťuje povrchovou kvalitu povlaku elektrod, před-přípravu svaru a konečnou montáž, kterou vyžaduje moderní výroba baterií - bez použití spotřebních materiálů, chemikálií nebo poškození substrátu. Kromě přípravy elektrod zůstává kontaminace povrchu hlavní příčinou problémů se spojováním při následné montáži: důkladná příprava povrchu na počátku procesu pomáhávyřešit až 70 % vad svařovánípřes linii baterie.