Nettoyage au laser pour la fabrication de batteries de puissance

La production debatteries à lithiumest un processus « roll-to-roll ».Qu'il s'agisse d'une batterie au lithium fer phosphate, d'une batterie sodium-ion ou d'une batterie ternaire, elle doit passer par le processus de traitement du film mince à la batterie unique, puis au système de batterie.Le processus de préparation des batteries au lithium peut être grossièrement divisé en trois étapes : la production de la feuille d'électrode, la synthèse des cellules et le conditionnement chimique.

Il existe plusieurs processus clés dans ces trois processus majeurs, qui affecteront directement la capacité de stockage d'énergie de la batterie, la sécurité du produit et la durée de vie.Par conséquent, les performances des batteries produites par différents processus de production varient considérablement.Dans ces liens,nettoyage au laserpeuvent actuellement participer à plus d'une douzaine de processus de préparation, ce qui peut grandement améliorer le taux de qualité des batteries au lithium.

Alors que la demande de batteries de puissance continue d'augmenter, la demande denettoyage au laserl'équipement augmentera également.Ensuite, nous nous concentrerons sur certains des processus de candidature et sur les avantages comparatifs.

1. Nettoyage au laser des feuilles de cuivre et d'aluminium avant le revêtement de la pièce polaire

Les électrodes positives et négatives de la batterie au lithium sont fabriquées en enduisant les électrodes positives et négatives de la batterie au lithium sur la feuille d'aluminium et la feuille de cuivre.Si des particules, des débris, de la poussière et d'autres supports sont mélangés dans le processus de revêtement, cela provoquera un micro-court-circuit à l'intérieur de la batterie et, dans les cas graves, la batterie prendra feu et explosera.

Par conséquent, la feuille doit être nettoyée avant le revêtement pour obtenir une surface complètement propre et sans oxyde.

Les pièces polaires de la batterie existante sont généralement nettoyées par des ondes ultrasonores, et une solution d'éthanol est utilisée comme agent de nettoyage en tant que processus de nettoyage avant le revêtement.Cette approche présente les défauts suivants :

1. Lors du nettoyage par ultrasons de pièces en feuille métallique, en particulier de pièces en alliage d'aluminium, affectées par la fréquence, le temps de nettoyage et la puissance, l'effet de cavitation des ondes ultrasonores peut facilement corroder la feuille d'aluminium, entraînant des pores fins.Plus le temps d'action est long, plus les pores sont larges.

La feuille utilisée pour la pièce polaire de la batterie au lithium est généralement une seule feuille zéro d'une épaisseur de 10 μm, qui est plus susceptible de se déchirer dans les trous en raison de problèmes de processus de nettoyage.

2. L'utilisation d'une solution d'éthanol comme agent de nettoyage est non seulement facile à endommager d'autres parties de la batterie au lithium, mais également sujette à la « fragilisation par l'hydrogène », qui affecte les propriétés mécaniques de la feuille d'aluminium.

3. Bien que l'effet de nettoyage soit pire que celui du nettoyage chimique humide traditionnel, la propreté n'est toujours pas aussi bonne que celle du nettoyage au laser.Parfois, il y a encore des contaminants sur la surface, ce qui entraînera la séparation du revêtement de la feuille ou produira des trous de retrait.

En tant que nettoyage à sec sans consommables, le nettoyage au laser est proche du zéro défaut en termes de propreté et d'hydrophilie du traitement de surface de la feuille d'aluminium, assurant au maximum l'effet d'encollage et de revêtement sur la pièce polaire.

L'utilisation d'une feuille métallique de nettoyage au laser peut non seulement améliorer l'efficacité du processus de nettoyage et économiser les ressources de nettoyage, mais également établir une surveillance en temps réel des données du processus de nettoyage et une détermination quantitative des résultats de nettoyage, ce qui peut améliorer efficacement la cohérence de la production par lots de pièces polaires.

2. Nettoyage au laser des languettes de la batterie avant le soudage

Les languettes sont des bandes métalliques qui sortent les électrodes positives et négatives de la cellule de la batterie et sont les points de contact lorsque la batterie est chargée et déchargée.Les contaminants de surface tels que la graisse, les inhibiteurs de corrosion et d'autres composés dans le processus peuvent causer des problèmes tels que des soudures médiocres, des fissures et une porosité dans la soudure.

La propreté de la surface de contact peut grandement affecter la fiabilité et la durabilité de la connexion électrique.

Le nettoyage des électrodes existantes adopte principalement un nettoyage manuel, un nettoyage chimique humide ou un nettoyage au plasma :

● Le nettoyage manuel est inefficace et coûteux ;

● Bien que la ligne de nettoyage de l'eau de traitement par voie humide améliore l'efficacité, la longueur de la ligne est longue, elle occupe une grande surface de l'usine et l'agent chimique est également facile à endommager d'autres pièces de la batterie au lithium ;

● Bien que le nettoyage au plasma ne nécessite pas de milieu liquide, il nécessite également un gaz de procédé comme matériau consommable, et l'ionisation du gaz permet d'activer facilement les électrodes positives et négatives de la batterie.Lors de l'application, il est souvent nécessaire de retourner la batterie plusieurs fois pour séparer les électrodes positives et négatives pour le nettoyage.L'efficacité réelle n'est pas élevée.

Le nettoyage au laser peut éliminer efficacement la saleté, la poussière, etc. sur la face d'extrémité du pôle de la batterie et préparez-vous à l'avance pour le soudage de la batterie.

Parce que le nettoyage au laser ne nécessite aucun consommable tel que solide, liquide et gaz, la structure est compacte, l'espace occupé est petit et l'effet de nettoyage est remarquable, ce qui peut grandement améliorer le cycle de production et réduire les coûts de fabrication ;

Il peut rendre la surface de soudage rugueuse en éliminant complètement la matière organique et les minuscules particules, et améliorer la fiabilité du soudage au laser ultérieur.C'est l'un des meilleurs choix pour le nettoyage des onglets.

3. Nettoyage de l'adhésif externe lors du montage

Afin de prévenir les accidents de sécurité des batteries au lithium, il est généralement nécessaire d'appliquer de la colle sur les cellules de la batterie au lithium pour jouer un rôle isolant, éviter les courts-circuits, protéger les circuits et éviter les rayures.

Lorsque le film extérieur de la cellule non nettoyée est testé par CCD, il y aura des rides, des bulles d'air, des rayures et d'autres défauts d'apparence, et des bulles d'air d'un diamètre ≥ 0,3 mm peuvent souvent être détectées.Il existe un risque de fuite et de corrosion par la rouille, ce qui réduit la durée de vie de la batterie et présente également des risques potentiels pour la sécurité.

Nettoyage au laserpeut atteindre le niveau Sa3 dans la capacité de nettoyage de la surface cellulaire et le taux d'élimination est supérieur à 99,9 % ;et il n'y a aucune contrainte sur la surface de la cellule. Par rapport à d'autres méthodes de nettoyage telles que le nettoyage par ultrasons ou le meulage mécanique, il peut garantir que les indicateurs physiques et chimiques tels que la dureté de surface des cellules de la batterie ne changent pas dans la plus grande mesure. , et prolonger la durée de vie de la batterie.

En plus des exemples mentionnés ci-dessus, le nettoyage au laser présente également de grands avantages alternatifs dans d'autres douzaines de processus tels que l'élimination de la peinture électrophorétique du couvercle de la batterie et le nettoyage des étiquettes en aluminium.

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