تمیز کردن با لیزر برای تولید باتری‌های برق

تولیدباتری‌های لیتیومییک فرآیند "رول به رول" است. چه یک باتری لیتیوم آهن فسفات، یک باتری سدیم-یون یا یک باتری سه‌تایی باشد، باید فرآیند پردازش را از لایه نازک به باتری تکی و سپس به سیستم باتری طی کند. فرآیند آماده‌سازی باتری‌های لیتیومی را می‌توان تقریباً به سه مرحله تقسیم کرد: تولید ورق الکترود، سنتز سلولی و بسته‌بندی شیمیایی.

چندین فرآیند کلیدی در این سه فرآیند اصلی وجود دارد که به طور مستقیم بر ظرفیت ذخیره انرژی باتری، ایمنی محصول و طول عمر آن تأثیر می‌گذارند. بنابراین، عملکرد باتری‌های تولید شده توسط فرآیندهای تولید مختلف بسیار متفاوت است. در این لینک‌ها،تمیز کردن با لیزردر حال حاضر می‌تواند در بیش از دوازده فرآیند آماده‌سازی شرکت کند، که می‌تواند میزان کیفیت باتری‌های لیتیومی را تا حد زیادی بهبود بخشد.

با افزایش تقاضا برای باتری‌های قدرت، تقاضا برایتمیز کردن با لیزرتجهیزات نیز افزایش خواهند یافت. در ادامه، بر برخی از فرآیندهای کاربردی و مزایای نسبی تمرکز خواهیم کرد.

۱. تمیز کردن لیزری فویل مس و آلومینیوم قبل از پوشش‌دهی قطعه قطب

الکترودهای مثبت و منفی باتری لیتیومی با پوشش الکترودهای مثبت و منفی باتری لیتیومی روی فویل آلومینیومی و فویل مسی ساخته می‌شوند. اگر ذرات، خرده‌ها، گرد و غبار و سایر مواد در فرآیند پوشش مخلوط شوند، باعث ایجاد اتصال کوتاه میکرو در داخل باتری می‌شوند و در موارد شدید، باتری آتش می‌گیرد و منفجر می‌شود.

بنابراین، فویل قبل از پوشش‌دهی باید تمیز شود تا سطحی کاملاً تمیز و عاری از اکسید به دست آید.

قطعات قطب باتری موجود معمولاً توسط امواج فراصوت تمیز می‌شوند و قبل از پوشش‌دهی، از محلول اتانول به عنوان ماده تمیزکننده استفاده می‌شود. این رویکرد دارای معایب زیر است:

۱. هنگام تمیز کردن قطعات فویل فلزی به روش اولتراسونیک، به ویژه قطعات آلیاژ آلومینیوم، تحت تأثیر فرکانس، زمان تمیز کردن و قدرت، اثر کاویتاسیون امواج اولتراسونیک می‌تواند به راحتی فویل آلومینیوم را خورده و منافذ ریز ایجاد کند. هرچه زمان عمل طولانی‌تر باشد، منافذ بزرگتر می‌شوند.

فویل مورد استفاده برای قطعه قطب باتری لیتیومی عموماً یک فویل صفر تکی با ضخامت 10 میکرومتر است که به دلیل مشکلات فرآیند تمیزکاری، بیشتر مستعد پاره شدن و سوراخ شدن است.

۲. استفاده از محلول اتانول به عنوان ماده تمیزکننده نه تنها به راحتی به سایر قسمت‌های باتری لیتیومی آسیب می‌رساند، بلکه مستعد «تردی هیدروژنی» نیز هست که بر خواص مکانیکی فویل آلومینیومی تأثیر می‌گذارد.

۳. اگرچه اثر تمیزکنندگی آن از تمیزکنندگی شیمیایی مرطوب سنتی بدتر است، اما تمیزی آن هنوز به خوبی تمیزکاری لیزری نیست. گاهی اوقات هنوز آلودگی‌هایی روی سطح وجود دارد که باعث جدا شدن پوشش از فویل یا ایجاد سوراخ‌های انقباضی می‌شود.

به عنوان یک روش خشکشویی بدون مواد مصرفی، تمیزکاری لیزری از نظر تمیزی و آبدوستی سطح فویل آلومینیومی، تقریباً بدون نقص است و تأثیر اندازه و پوشش روی قطعه میله را تا حد زیادی تضمین می‌کند.

استفاده از فویل فلزی تمیزکننده لیزری نه تنها می‌تواند کارایی فرآیند تمیزکاری را بهبود بخشد و در منابع تمیزکاری صرفه‌جویی کند، بلکه امکان نظارت بر داده‌های فرآیند تمیزکاری و تعیین کمی نتایج تمیزکاری را نیز فراهم می‌کند که می‌تواند به طور مؤثری ثبات تولید دسته‌ای قطعات تیر را بهبود بخشد.

۲. تمیز کردن زبانه‌های باتری با لیزر قبل از جوشکاری

زبانه‌ها نوارهای فلزی هستند که الکترودهای مثبت و منفی را از سلول باتری خارج می‌کنند و نقاط تماس هنگام شارژ و دشارژ باتری هستند. آلاینده‌های سطحی مانند گریس، بازدارنده‌های خوردگی و سایر ترکیبات در این فرآیند می‌توانند باعث مشکلاتی مانند جوش‌های ضعیف، ترک و تخلخل در جوش شوند.

تمیزی سطح تماس می‌تواند تا حد زیادی بر قابلیت اطمینان و دوام اتصال الکتریکی تأثیر بگذارد.

تمیز کردن الکترودهای موجود عمدتاً از طریق تمیز کردن دستی، تمیز کردن شیمیایی مرطوب یا تمیز کردن پلاسما انجام می‌شود:

● تمیز کردن دستی ناکارآمد و پرهزینه است؛

● اگرچه خط تصفیه آب فرآیند مرطوب راندمان را بهبود می‌بخشد، اما طول خط طولانی است، فضای زیادی از کارخانه را اشغال می‌کند و عامل شیمیایی نیز به راحتی به سایر قطعات باتری لیتیومی آسیب می‌رساند.

● اگرچه تمیز کردن پلاسما به محیط مایع نیاز ندارد، اما به گاز فرآیندی به عنوان ماده مصرفی نیز نیاز دارد و یونیزاسیون گاز باعث می‌شود الکترودهای مثبت و منفی باتری به راحتی روشن شوند. هنگام استفاده، اغلب لازم است باتری را چندین بار برگردانید تا الکترودهای مثبت و منفی برای تمیز کردن از هم جدا شوند. راندمان واقعی زیاد نیست.

تمیز کردن با لیزر می‌تواند به طور موثری آلودگی و گرد و غبار را از بین ببرد.و غیره را در قسمت انتهایی قطب باتری قرار دهید و از قبل برای جوشکاری باتری آماده شوید.

از آنجا که تمیز کردن با لیزر به هیچ ماده مصرفی مانند جامد، مایع و گاز نیاز ندارد، ساختار جمع و جور است، فضای اشغال شده کم است و اثر تمیز کردن قابل توجه است که می‌تواند چرخه تولید را تا حد زیادی بهبود بخشد و هزینه تولید را کاهش دهد.

این ماده می‌تواند سطح جوش را بر اساس حذف کامل مواد آلی و ذرات ریز، زبر کند و قابلیت اطمینان جوشکاری لیزری بعدی را بهبود بخشد. این یکی از بهترین انتخاب‌ها برای تمیز کردن زبانه است.

۳. تمیز کردن چسب خارجی در حین مونتاژ

برای جلوگیری از حوادث ایمنی باتری‌های لیتیومی، معمولاً لازم است که روی سلول‌های باتری لیتیومی چسب زده شود تا نقش عایق را ایفا کند، از اتصال کوتاه جلوگیری کند، از مدارها محافظت کند و از خراش جلوگیری کند.

وقتی لایه بیرونی باتری تمیز نشده توسط CCD آزمایش می‌شود، چین و چروک، حباب هوا، خراش و سایر نقص‌های ظاهری وجود خواهد داشت و حباب‌های هوا با قطر ≥ 0.3 میلی‌متر اغلب قابل تشخیص هستند. احتمال نشتی و خوردگی ناشی از زنگ‌زدگی وجود دارد که باعث کاهش عمر باتری و همچنین خطرات ایمنی بالقوه می‌شود.

تمیز کردن با لیزرمی‌تواند به سطح Sa3 در توانایی تمیز کردن سطح سلول برسد و میزان حذف بیش از 99.9٪ است؛ و هیچ تنشی روی سطح سلول وجود ندارد. در مقایسه با سایر روش‌های تمیز کردن مانند تمیز کردن اولتراسونیک یا سنگ زنی مکانیکی، می‌تواند اطمینان حاصل کند که شاخص‌های فیزیکی و شیمیایی مانند سختی سطح سلول‌های باتری تا حد زیادی تغییر نمی‌کنند و عمر باتری را طولانی‌تر می‌کنند.

علاوه بر مثال‌های ذکر شده در بالا، تمیز کردن با لیزر مزایای جایگزین بسیار خوبی در ده‌ها فرآیند دیگر مانند حذف رنگ الکتروفورتیک پوشش باتری و تمیز کردن برچسب فویل نیز دارد.

اگر می‌خواهید درباره تمیز کردن با لیزر بیشتر بدانید، یا می‌خواهید بهترین دستگاه تمیز کردن با لیزر را برای خود خریداری کنید، لطفاً در وب‌سایت ما پیام بگذارید و مستقیماً به ما ایمیل بزنید!