Nettoyage au laser pour la fabrication de batteries d'alimentation

La production depiles au lithiumIl s'agit d'un procédé « roll-to-roll ». Qu'il s'agisse d'une batterie lithium-fer-phosphate, d'une batterie sodium-ion ou d'une batterie ternaire, elle doit passer par un processus de transformation allant de la couche mince à la batterie individuelle, puis au système de batterie. Le processus de préparation des batteries au lithium peut être divisé en trois étapes : la production de la feuille d'électrode, la synthèse des cellules et le conditionnement chimique.

Ces trois processus majeurs impliquent plusieurs processus clés qui influencent directement la capacité de stockage d'énergie, la sécurité du produit et sa durée de vie. Par conséquent, les performances des batteries produites selon les différents procédés varient considérablement. Dans ces liens,nettoyage au laserpeut actuellement participer à plus d'une douzaine de processus de préparation, ce qui peut considérablement améliorer le taux de qualité des batteries au lithium.

Alors que la demande en batteries électriques continue d'augmenter, la demande ennettoyage au laserLes équipements augmenteront également. Nous nous concentrerons ensuite sur certains processus d'application et leurs avantages comparatifs.

1. Nettoyage au laser des feuilles de cuivre et d'aluminium avant le revêtement des pièces polaires

Les électrodes positives et négatives des batteries au lithium sont fabriquées en recouvrant les électrodes positives et négatives de feuilles d'aluminium et de cuivre. Si des particules, des débris, de la poussière et d'autres substances se mélangent lors du revêtement, cela peut provoquer un micro-court-circuit à l'intérieur de la batterie et, dans les cas les plus graves, une explosion.

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

Les pôles de batterie existants sont généralement nettoyés par ultrasons, et une solution d'éthanol est utilisée comme agent nettoyant avant le revêtement. Cette approche présente les inconvénients suivants :

1. Lors du nettoyage par ultrasons de pièces en feuille métallique, notamment en alliage d'aluminium, la fréquence, le temps et la puissance de nettoyage influent sur la corrosion de la feuille d'aluminium, provoquant la formation de pores fins. Plus le temps d'action est long, plus les pores sont dilatés.

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 en trous en raison de problèmes de processus de nettoyage.

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

3. Bien que l'efficacité du nettoyage soit inférieure à celle du nettoyage chimique humide traditionnel, la propreté n'est pas aussi bonne que celle du nettoyage laser. Il arrive que des contaminants restent présents à la surface, ce qui peut entraîner un décollement du revêtement de la feuille ou la formation de trous de retrait.

En tant que nettoyage à sec sans consommables, le nettoyage laser est proche de zéro défaut en termes de propreté et d'hydrophilie du traitement de surface de la feuille d'aluminium, garantissant au maximum l'effet de dimensionnement 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 laser des languettes de batterie avant le soudage

Les languettes sont des bandes métalliques reliant les électrodes positive et négative de la batterie et constituent les points de contact lors de la charge et de la décharge de la batterie. Les contaminants de surface, tels que la graisse, les inhibiteurs de corrosion et autres composés présents lors du processus, peuvent entraîner des problèmes tels que des soudures de mauvaise qualité, des fissures et une porosité des soudures.

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

Le nettoyage des électrodes existant adopte principalement le nettoyage manuel, le nettoyage chimique humide ou le nettoyage au plasma :

● Le nettoyage manuel est inefficace et coûteux ;

● Bien que la ligne de nettoyage à l'eau par procédé 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 batterie au lithium ;

● Bien que le nettoyage au plasma ne nécessite pas de milieu liquide, il nécessite également du gaz de procédé comme consommable. L'ionisation du gaz facilite l'activation des 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 afin de les nettoyer. L'efficacité réelle est faible.

Le nettoyage au laser peut éliminer efficacement la saleté et 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.

Étant donné 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 les matières organiques et les particules fines, et améliorer la fiabilité du soudage laser ultérieur. C'est l'un des meilleurs choix pour le nettoyage des languettes.

3. Nettoyage de l'adhésif externe pendant l'assemblage

Afin d'éviter 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.

Lors du test CCD du film extérieur d'une cellule non nettoyée, des plis, des bulles d'air, des rayures et d'autres défauts d'aspect peuvent apparaître. Des bulles d'air d'un diamètre ≥ 0,3 mm sont souvent détectées. Des fuites et de la corrosion par rouille peuvent en résulter, réduisant la durée de vie de la batterie et présentant des risques potentiels pour la sécurité.

Nettoyage au laserpeut atteindre le niveau Sa3 dans la capacité de nettoyage de la surface de la cellule, et le taux d'élimination est supérieur à 99,9%; et il n'y a aucune contrainte sur la surface de la cellule. Comparé 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.

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

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