Pulizia laser per la produzione di batterie di potenza

La produzione dibatterie al litioSi tratta di un processo "roll-to-roll". Che si tratti di una batteria al litio ferro fosfato, di una batteria agli ioni di sodio o di una batteria ternaria, è necessario passare attraverso un processo di lavorazione che va dal film sottile alla singola batteria, e infine 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 della cella e confezionamento chimico.

In questi tre processi principali sono presenti diversi processi chiave che influiscono direttamente sulla capacità di accumulo di energia della batteria, sulla sicurezza del prodotto e sulla durata di servizio. Pertanto, le prestazioni delle batterie prodotte con processi di produzione diversi variano notevolmente. In questi link,pulizia laserAttualmente può partecipare a più di una dozzina di processi di preparazione, che possono migliorare notevolmente il tasso di qualità delle batterie al litio.

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

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

Gli elettrodi positivo e negativo della batteria al litio sono realizzati rivestendo un foglio di alluminio e un foglio di rame. Se particelle, detriti, polvere o altri materiali si mescolano durante il processo di rivestimento, si possono verificare micro-cortocircuiti all'interno della batteria e, nei casi più gravi, la batteria può incendiarsi ed esplodere.

Pertanto, la lamina deve essere pulita prima del rivestimento per ottenere una superficie completamente pulita e priva di ossidi.

I poli delle batterie esistenti vengono generalmente puliti con ultrasuoni e, prima del rivestimento, si utilizza una soluzione di etanolo come agente pulente. Questo approccio presenta i seguenti inconvenienti:

1. Durante la pulizia a ultrasuoni di componenti in lamina metallica, in particolare di pezzi in lega di alluminio, l'effetto di cavitazione delle onde ultrasoniche, influenzato da frequenza, tempo di pulizia e potenza, può facilmente corrodere la lamina di alluminio, provocando la formazione di pori sottili. Maggiore è il tempo di azione, maggiori saranno le dimensioni dei pori.

La lamina utilizzata per il polo della batteria al litio è generalmente una singola lamina a zero con uno spessore di 10 μm, che è più soggetta a lacerazioni e fori a causa di problemi durante il processo di pulizia.

2. L'utilizzo di soluzioni di etanolo come agente pulente non solo può facilmente danneggiare 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 paragonabile a quella ottenuta con la pulizia laser. Occasionalmente, sulla superficie possono rimanere dei contaminanti che causano il distacco del rivestimento dalla lamina o la formazione di fori dovuti al ritiro.

Essendo un lavaggio a secco senza materiali di consumo, la pulizia laser presenta difetti prossimi allo zero in termini di pulizia e idrofilia del trattamento superficiale del foglio di alluminio, garantendo al massimo l'effetto di dimensionamento e rivestimento sul pezzo polare.

L'utilizzo della pulizia laser di lamine metalliche non solo migliora l'efficienza del processo di pulizia e consente di risparmiare risorse, ma permette anche il monitoraggio in tempo reale dei dati relativi al processo e la determinazione quantitativa dei risultati, migliorando efficacemente la uniformità della produzione in serie dei pezzi polari.

2. Pulizia laser delle linguette della batteria prima della saldatura

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

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

Attualmente, la pulizia degli elettrodi si basa principalmente su metodi manuali, chimici a umido o al plasma:

● La pulizia manuale è inefficiente e costosa;

● Sebbene la linea di pulizia ad acqua con processo a umido migliori l'efficienza, la sua lunghezza è notevole, occupa una vasta area dello stabilimento e l'agente chimico utilizzato può facilmente danneggiare altre parti della batteria al litio;

● Sebbene la pulizia al plasma non richieda un mezzo liquido, necessita comunque di un gas di processo come materiale di consumo, e l'ionizzazione del gas può facilmente attivare gli 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 faccia terminale del polo della batteria e preparare in anticipo la saldatura della batteria.

Poiché la pulizia laser non richiede materiali di consumo come solidi, liquidi o 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 produzione;

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

3. Pulizia dell'adesivo esterno durante il montaggio

Per prevenire incidenti legati alle batterie al litio, è generalmente necessario applicare una colla alle celle, che svolge una funzione isolante, previene i cortocircuiti, protegge i circuiti e previene i graffi.

Quando la pellicola esterna della cella non pulita viene testata con un CCD, si possono riscontrare pieghe, bolle d'aria, graffi e altri difetti estetici. Spesso è possibile rilevare bolle d'aria con un diametro pari o superiore a 0,3 mm. Ciò può causare perdite e corrosione, riducendo la durata della batteria e comportando potenziali rischi per la sicurezza.

Pulizia laserPuò raggiungere il livello Sa3 nella capacità di pulizia della superficie della cella, con un tasso di rimozione superiore al 99,9%; inoltre, non si verificano sollecitazioni sulla superficie della cella. Rispetto ad altri metodi di pulizia, come la pulizia a ultrasuoni o la levigatura meccanica, garantisce che gli indicatori fisico-chimici, come la durezza superficiale delle celle della batteria, non subiscano alterazioni significative, prolungandone la durata.

Oltre agli esempi sopracitati, la pulizia laser offre notevoli vantaggi alternativi anche in una dozzina di altri processi, come la rimozione della vernice elettroforetica dai coperchi delle batterie e la pulizia delle etichette in lamina.

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