Лазерне очищення пластин електродів літієвої батареї: підвищення ефективності та якості у виробництві електромобілів

Лазерне очищення називають «зеленою технологією очищення з найбільшим потенціалом розвитку в 21 столітті». Він здатний змінювати зернисту структуру та орієнтацію поверхні підкладки, не завдаючи шкоди. Крім того, це дозволяє контролювати шорсткість поверхні, тим самим підвищуючи всебічну продуктивність поверхні підкладки. Лазерне очищення називають «зеленою технологією очищення з найбільшим потенціалом розвитку в 21 столітті». Він здатний змінювати зернисту структуру та орієнтацію поверхні підкладки, не завдаючи шкоди. Крім того, це дозволяє контролювати шорсткість поверхні, тим самим покращуючи комплексні характеристики поверхні підкладки.

З прискоренням індустріалізації та неухильним просуванням цілей «подвійного вуглецю» (пік вуглецю та вуглецева нейтральність) лазерне очищення поступово замінює традиційні процеси очищення в багатьох секторах. Це все частіше стає незамінною технологією виробництва обладнання в -галузях виробництва високого класу, таких як загальна промисловість, оборона, суднобудування та авіакосмічна промисловість.

Концепція лазерного очищення виникла в середині-1980-х років. Його принцип ґрунтується на таких характеристиках лазерних променів, як висока щільність енергії, контрольований напрямок і потужна здатність до фокусування. Ці властивості дозволяють лазеру взаємодіяти із забруднювачами, прикріпленими до основи заготовки-, такими як масляні плями, плями іржі, залишки пилу, покриття, оксидні шари або плівки, спричиняючи їх відділення від основи за допомогою таких механізмів, як миттєве теплове розширення, плавлення та випаровування газу.

Весь процес лазерного очищення є складним і може бути умовно розділений на лазерне випаровування/розкладання, лазерну абляцію, теплове розширення частинок забруднення, вібрацію поверхні підкладки та відокремлення забруднень. Наразі доступні такі методи, як лазерна абляція, лазерне очищення-з рідкою плівкою та лазерне ударно-хвильове очищення. Ці методи дозволяють стабільно та ефективно очищати різні звичайні поверхні підкладки, включаючи метали, сплави, скло та різні композитні матеріали.

Порівняльні переваги технології лазерного очищення

В даний час лазерне очищення стало основним методом обробки поверхні акумуляторів і широко використовується в трьох основних процесах виробництва силових акумуляторів: виробництві електродних пластин, виготовленні елементів і складанні акумуляторів. Завдяки використанню лазерних джерел, очищувальних головок і керуючого програмного забезпечення через інтегрований комп’ютер, ця технологія значно підвищує рівень технології виробництва акумуляторів.

1. Лазерне очищення електродних пластин

Під час покриття електродних матеріалів на позитивних і негативних струмоприймачах металеву фольгу необхідно очищати. Звичайним позитивним струмоприймачем є алюмінієва фольга, а негативним – мідна фольга. Щоб забезпечити стабільність струмознімачів всередині батареї, чистота обох матеріалів повинна бути вище 98%.

Традиційне вологе очищення етанолом може легко пошкодити інші компоненти літієвих батарей. Використання лазерного очищення металевої фольги не лише покращує ефективність процесу очищення та зберігає ресурси для очищення, але й забезпечує -моніторинг даних процесу очищення в реальному часі та кількісну оцінку результатів очищення, що може ефективно покращити сталість масового виробництва електродних пластин.

2 Лазерне очищення перед зварюванням батареї

В останні роки лазерне зварювання стало стандартним обладнанням на лініях виробництва силових акумуляторів і широко використовується для зварювання вкладок силових акумуляторів, ущільнювальних штифтів, шин і модулів акумуляторів. Чиста та однорідна поверхня є основною передумовою для досягнення успішного та довговічного зварювання та склеювання. Таким чином, обробка поверхні зварювальних ділянок перед зварюванням для видалення забруднень із зварних з’єднань може ефективно покращити якість зварювання та знизити витрати.

Порівняння очищення терміналу

Лазерне очищення застосовується в процесах очищення ущільнювальних штирів і перехідних пластин на етапі елемента, шин і клем на етапі модуля, а також одно-синіх плівок, силікону та покриттів. Він ефективно видаляє забруднення, пил та інше сміття з різних торцевих поверхонь, служачи підготовкою до зварювання акумулятора та зменшуючи зварювальні дефекти.

3 Лазерне очищення під час збирання батареї

Щоб запобігти нещасним випадкам, пов’язаним з літієвими батареями, зовнішня клейка стрічка часто наноситься на елементи літієвої батареї для забезпечення ізоляції. Це запобігає коротким замиканням, захищає лінії ланцюга та запобігає подряпинам.

Очищення оксидних шарів на зварювальних швах батареї

Лазерне очищення наноситься на зварні шви CMT на піддонах акумуляторної батареї, електрофоретичні покриття на верхній кришці акумуляторної батареї, оксидні шари вздовж доріжок герметика на корпусах акумуляторної батареї та оксидні шари на захисних базових пластинах перед зварюванням. Цей процес покращує адгезію для нанесення клейкої стрічки або герметика. Оскільки процес очищення не створює шкідливих забруднюючих речовин, цей екологічно чистий метод очищення стає все більш важливим у контексті підвищеної екологічної обізнаності.

1 Екологічні переваги
Лазерна чистка - це «зелений» метод очищення, який не потребує жодних хімічних агентів або миючих рідин. Видалені відходи майже повністю складаються з твердого порошку, який має невеликий об’єм, його легко зберігати, підлягає переробці, не включає фотохімічних реакцій і не забруднює навколишнє середовище. Він може легко вирішити проблеми забруднення навколишнього середовища, пов’язані з хімічним очищенням. Часто одного витяжного вентилятора достатньо для обробки відходів, які утворюються в процесі очищення.

2 Переваги ефективності

Традиційні методи очищення часто ґрунтуються на контакті-, коли на поверхню очищається механічна сила, що може пошкодити поверхню. Крім того, засіб для чищення може прилипати до поверхні об’єкта, через що видалення стане неможливим і спричинить вторинне забруднення. Без{3}}абразивний і без{4}}контактний характер лазерного очищення в поєднанні з відсутністю термічного ефекту гарантує відсутність пошкодження основи, ефективно вирішуючи ці проблеми.

Лазерна система очищення фольги літієвої батареї

3 Переваги керування

Лазери можуть передаватися через оптичні волокна та інтегруватися з маніпуляторами та роботами для полегшення дистанційної роботи. Вони здатні очищати місця, важкодоступні традиційними методами, забезпечуючи безпеку персоналу під час використання в небезпечних середовищах.

4 переваги зручності

Лазерне очищення може видаляти різні типи забруднень з поверхонь різних матеріалів, досягаючи рівня чистоти, недосяжного звичайними методами очищення. Крім того, це дозволяє селективно видаляти поверхневі забруднення без пошкодження підкладки матеріалу.

5 Переваги вартості

Лазерна чистка швидка та ефективна, заощаджуючи час. Незважаючи на те, що придбання системи лазерного очищення передбачає відносно високі початкові-разові інвестиції, система забезпечує стабільне довго-користування з низькими експлуатаційними витратами. Що ще важливіше, це полегшує автоматизацію.