La producción debaterías de litioEs un proceso de rollo a rollo. Ya sea una batería de fosfato de hierro y litio, una batería de iones de sodio o una batería ternaria, requiere un proceso de procesamiento que va desde la película delgada hasta la batería individual y, finalmente, hasta el sistema de baterías. El proceso de preparación de las baterías de litio se puede dividir en tres etapas: producción de láminas de electrodos, síntesis de celdas y empaquetado químico.
Existen varios procesos clave en estos tres procesos principales, que afectarán directamente la capacidad de almacenamiento de energía, la seguridad del producto y la vida útil de la batería. Por lo tanto, el rendimiento de las baterías producidas por diferentes procesos de producción varía considerablemente. En estos enlaces,limpieza láserActualmente puede participar en más de una docena de procesos de preparación, lo que puede mejorar en gran medida la tasa de calidad de las baterías de litio.
| Proceso de aplicación de limpieza láser sobre baterías de energía | |||
| Sección frontal de la batería | Segmento celular | Segmento de módulo | Paquete de batería PACK |
| Limpieza de postes | Sellado de limpieza de uñas | Limpieza de postes | Limpieza de costuras de soldadura de palets CMT |
| Limpieza antes de rodar | Limpieza de las pestañas antes de soldar | Limpieza de película azul celular | Limpieza de pintura electroforética de la placa de cubierta |
| Limpieza después de rodar | Limpieza de silicona celular | Limpieza de la capa de óxido del sellador del gabinete | |
| Limpieza del revestimiento celular | Limpieza de óxido de la placa inferior protectora antes de soldar | ||
| Limpieza de orificios de inyección | Limpieza de etiquetas de aluminio | ||
| limpieza de barras colectoras | |||
A medida que la demanda de baterías eléctricas continúa aumentando, la demanda delimpieza láserEl equipo también aumentará. A continuación, nos centraremos en algunos procesos de aplicación y ventajas comparativas.
1. Limpieza láser de láminas de cobre y aluminio antes del recubrimiento de la pieza polar.
Los electrodos positivo y negativo de la batería de litio se fabrican recubriéndolos con láminas de aluminio y cobre. Si se mezclan partículas, residuos, polvo y otros materiales durante el recubrimiento, se producirá un microcortocircuito dentro de la batería y, en casos graves, la batería podría incendiarse y explotar.
Por lo tanto, es necesario limpiar la lámina antes de recubrirla para obtener una superficie completamente limpia y libre de óxido.
Las piezas polares de las baterías existentes se limpian generalmente mediante ondas ultrasónicas y se utiliza una solución de etanol como agente de limpieza antes del recubrimiento. Este método presenta las siguientes deficiencias:
1. Al limpiar piezas de lámina metálica con ultrasonidos, especialmente piezas de aleación de aluminio, la frecuencia, el tiempo de limpieza y la potencia influyen en el efecto de cavitación de las ondas ultrasónicas, que puede corroer fácilmente la lámina de aluminio, lo que resulta en poros finos. Cuanto mayor sea el tiempo de acción, mayor será el tamaño de los poros.
La lámina utilizada para la pieza polar de la batería de litio es generalmente una lámina de un solo cero con un espesor de 10 μm, que es más propensa a romperse y formar agujeros debido a problemas en el proceso de limpieza.
2. El uso de una solución de etanol como agente de limpieza no solo puede dañar fácilmente otras partes de la batería de litio, sino que también puede provocar fragilización por hidrógeno, lo que afecta las propiedades mecánicas de la lámina de aluminio.
3. Aunque el efecto de limpieza es inferior al de la limpieza química húmeda tradicional, la limpieza no es tan buena como la de la limpieza láser. En ocasiones, aún quedan contaminantes en la superficie, lo que provoca que el recubrimiento se separe de la lámina o produzca agujeros por contracción.
Como limpieza en seco sin consumibles, la limpieza láser está cerca de cero defectos en términos de limpieza e hidrofilicidad del tratamiento de la superficie de la lámina de aluminio, asegurando el efecto del encolado y recubrimiento en la pieza polar en la mayor medida posible.
El uso de láminas metálicas de limpieza láser no solo puede mejorar la eficiencia del proceso de limpieza y ahorrar recursos de limpieza, sino que también puede establecer un monitoreo en tiempo real de los datos del proceso de limpieza y una determinación cuantitativa de los resultados de la limpieza, lo que puede mejorar efectivamente la consistencia de la producción por lotes de piezas polares.
2. Limpieza láser de las pestañas de la batería antes de soldar
Las pestañas son tiras metálicas que conectan los electrodos positivo y negativo de la celda de la batería y son los puntos de contacto durante la carga y descarga de la batería. Los contaminantes superficiales, como grasa, inhibidores de corrosión y otros compuestos presentes en el proceso, pueden causar problemas como soldaduras deficientes, grietas y porosidad.
La limpieza de la superficie de contacto puede afectar en gran medida la confiabilidad y durabilidad de la conexión eléctrica.
La limpieza de electrodos existente adopta principalmente limpieza manual, limpieza química húmeda o limpieza con plasma:
● La limpieza manual es ineficiente y costosa;
● Aunque la línea de limpieza con agua de proceso húmedo mejora la eficiencia, la longitud de la línea es larga, ocupa una gran área de la fábrica y el agente químico también es fácil de dañar otras partes de la batería de litio;
Aunque la limpieza con plasma no requiere un medio líquido, también requiere gas de proceso como consumible. La ionización del gas facilita la activación de los electrodos positivo y negativo de la batería. Al aplicarlo, suele ser necesario girar la batería varias veces para separar los electrodos positivo y negativo y limpiarlos. La eficiencia real es baja.
La limpieza láser puede eliminar eficazmente la suciedad y el polvo., etc. en la cara del extremo del polo de la batería y prepárese para soldar la batería con anticipación.
Debido a que la limpieza láser no requiere consumibles como sólidos, líquidos y gases, la estructura es compacta, el espacio ocupado es pequeño y el efecto de limpieza es notable, lo que puede mejorar en gran medida el ciclo de producción y reducir el costo de fabricación;
Puede raspar la superficie de soldadura eliminando completamente la materia orgánica y las partículas diminutas, mejorando así la fiabilidad de la soldadura láser posterior. Es una de las mejores opciones para la limpieza de pestañas.
3. Limpieza del adhesivo externo durante el montaje
Para evitar accidentes de seguridad de las baterías de litio, generalmente es necesario aplicar pegamento a las celdas de la batería de litio para que desempeñe una función aislante, evite cortocircuitos, proteja los circuitos y evite rayones.
Al analizar la película exterior de una celda sin limpiar con un CCD, se observarán arrugas, burbujas de aire, rayones y otros defectos de apariencia, y a menudo se pueden detectar burbujas de aire con un diámetro ≥ 0,3 mm. Existe la posibilidad de fugas y corrosión por óxido, lo que reduce la vida útil de la batería y también representa un riesgo potencial para la seguridad.
Limpieza láserPuede alcanzar el nivel Sa3 en la capacidad de limpieza de la superficie de la celda, y la tasa de eliminación es más del 99,9%; y no hay estrés en la superficie de la celda. En comparación con otros métodos de limpieza, como la limpieza ultrasónica o el pulido mecánico, puede garantizar que los indicadores físicos y químicos, como la dureza de la superficie de las celdas de la batería, no cambien en la mayor medida y prolonguen la vida útil de la batería.
Además de los ejemplos mencionados anteriormente, la limpieza láser también tiene grandes ventajas alternativas en otras docenas de procesos, como la eliminación de pintura electroforética de la tapa de la batería y la limpieza de etiquetas de aluminio.
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Hora de publicación: 19 de octubre de 2022
