Pulizia laser per la produzione di batterie di potenza

La produzione dibatterie al litioÈ un processo "roll-to-roll". Che si tratti di una batteria al litio-ferro-fosfato, agli ioni di sodio o di una batteria ternaria, è necessario passare attraverso il processo di lavorazione dal film sottile alla batteria singola, e quindi al sistema di batterie. Il processo di preparazione delle batterie al litio può essere suddiviso approssimativamente in tre fasi: produzione del foglio di elettrodi, sintesi delle celle e confezionamento chimico.

Esistono diversi processi chiave in questi tre processi principali, che influenzeranno direttamente la capacità di accumulo di energia della batteria, la sicurezza del prodotto e la sua durata. Pertanto, le prestazioni delle batterie prodotte con diversi processi produttivi variano notevolmente. In questi collegamenti,pulizia laserpuò attualmente partecipare a più di una dozzina di processi di preparazione, il che può migliorare notevolmente il livello di qualità delle batterie al litio.

Poiché la domanda di batterie elettriche continua ad aumentare, la domanda dipulizia laserAnche le attrezzature aumenteranno. Successivamente, ci concentreremo su alcuni processi applicativi e sui vantaggi comparativi.

1. Pulizia laser di fogli di rame e alluminio prima del rivestimento del polo

Gli elettrodi positivo e negativo della batteria al litio vengono realizzati rivestendo gli elettrodi positivo e negativo della batteria al litio con un foglio di alluminio e un foglio di rame. Se particelle, detriti, polvere e altri materiali si mescolano durante il processo di rivestimento, si verificherà un microcortocircuito all'interno della batteria e, nei casi più gravi, la batteria prenderà fuoco ed esploderà.

Pertanto, è necessario pulire la lamina prima del rivestimento per ottenere una superficie completamente pulita e priva di ossido.

I poli delle batterie esistenti vengono generalmente puliti con onde ultrasoniche e, prima del rivestimento, viene utilizzata una soluzione di etanolo come agente pulente. Questo approccio presenta i seguenti difetti:

1. Durante la pulizia a ultrasuoni di parti in lamina metallica, in particolare di pezzi in lega di alluminio, l'effetto cavitazionale delle onde ultrasoniche può facilmente corrodere la lamina di alluminio, causando la formazione di pori sottili. Maggiore è il tempo di azione, più grandi saranno i pori.

La lamina utilizzata per l'espansione polare della batteria al litio è generalmente una lamina a zero singolo con uno spessore di 10 μm, che è più incline a strapparsi nei fori a causa di problemi nel processo di pulizia.

2. L'uso di una soluzione di etanolo come agente detergente non solo può danneggiare facilmente altre parti della batteria al litio, ma è anche soggetto a "fragilità da idrogeno", che compromette le proprietà meccaniche del foglio di alluminio.

3. Sebbene l'effetto pulente sia inferiore a quello della tradizionale pulizia chimica a umido, la pulizia non è comunque buona quanto quella della pulizia laser. Occasionalmente, sulla superficie sono ancora presenti contaminanti, che causano il distacco del rivestimento dalla lamina o la formazione di fori da ritiro.

Essendo una pulizia a secco senza materiali di consumo, la pulizia laser è vicina allo zero in termini di pulizia e idrofilia del trattamento superficiale del foglio di alluminio, garantendo al massimo l'effetto di dimensionamento e rivestimento sull'espansione polare.

L'uso della lamina metallica per la pulizia laser può non solo migliorare l'efficienza del processo di pulizia e risparmiare risorse di pulizia, ma anche stabilire un monitoraggio in tempo reale dei dati del processo di pulizia e una determinazione quantitativa dei risultati di pulizia, che possono migliorare efficacemente la coerenza della produzione in lotti di espansioni polari.

2. Pulizia laser delle linguette della batteria prima della saldatura

Le linguette sono strisce metalliche che collegano gli elettrodi positivo e negativo alla cella della batteria e costituiscono i punti di contatto durante la carica e la scarica della batteria. Contaminanti superficiali come grasso, inibitori di corrosione e altri composti presenti nel processo possono causare problemi come saldature scadenti, crepe e porosità.

La pulizia della superficie di contatto può influire notevolmente sull'affidabilità e sulla durata del collegamento elettrico.

La pulizia degli elettrodi esistente adotta principalmente la pulizia manuale, la pulizia chimica a umido o la pulizia al plasma:

● La pulizia manuale è inefficiente e costosa;

● Sebbene la linea di pulizia dell'acqua con processo a umido migliori l'efficienza, la lunghezza della linea è elevata, occupa un'ampia area della fabbrica e l'agente chimico può danneggiare facilmente altre parti della batteria al litio;

● Sebbene la pulizia al plasma non richieda un mezzo liquido, richiede anche il gas di processo come materiale di consumo e la ionizzazione del gas faciliterà l'attivazione degli elettrodi positivo e negativo della batteria. Durante l'applicazione, è spesso necessario capovolgere la batteria più volte per separare gli elettrodi positivo e negativo durante la pulizia. L'efficienza effettiva non è elevata.

La pulizia laser può rimuovere efficacemente sporco e polvere, ecc. sulla superficie terminale del polo della batteria e preparare in anticipo la saldatura della batteria.

Poiché la pulizia laser non richiede materiali di consumo quali solidi, liquidi e gas, la struttura è compatta, lo spazio occupato è ridotto e l'effetto di pulizia è notevole, il che può migliorare notevolmente il ciclo di produzione e ridurre i costi di fabbricazione;

Può irruvidire la superficie di saldatura rimuovendo completamente materia organica e particelle minuscole, migliorando l'affidabilità della successiva saldatura laser. È una delle migliori scelte per la pulizia delle linguette.

3. Pulizia dell'adesivo esterno durante il montaggio

Per prevenire incidenti di sicurezza con le batterie al litio, in genere è necessario applicare della colla alle celle della batteria al litio, che svolge una funzione isolante, previene cortocircuiti, protegge i circuiti ed evita graffi.

Quando la pellicola esterna della cella non pulita viene analizzata tramite CCD, si noteranno pieghe, bolle d'aria, graffi e altri difetti estetici, e spesso si possono rilevare bolle d'aria con un diametro ≥ 0,3 mm. Esiste il rischio di perdite e corrosione da ruggine, che riducono la durata della batteria e rappresentano potenziali rischi per la sicurezza.

Pulizia laserpuò raggiungere il livello Sa3 nella capacità di pulizia della superficie della cella e il tasso di rimozione è superiore al 99,9%; e non c'è stress sulla superficie della cella. Rispetto ad altri metodi di pulizia come la pulizia a ultrasuoni o la molatura meccanica, può garantire che gli indicatori fisici e chimici come la durezza superficiale delle celle della batteria non cambino in misura maggiore e prolungare la durata della batteria.

Oltre agli esempi sopra menzionati, la pulizia laser presenta notevoli vantaggi alternativi anche in altre decine di processi, come la rimozione elettroforetica della vernice dal coperchio della batteria e la pulizia delle etichette in lamina.

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