การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สำหรับการผลิตแบตเตอรี่พลังงาน

การผลิตของแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นกระบวนการแบบ “ม้วนต่อม้วน”ไม่ว่าจะเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอรอนฟอสเฟต แบตเตอรี่โซเดียมไอออน หรือแบตเตอรี่ไตรภาค จำเป็นต้องผ่านกระบวนการแปรรูปตั้งแต่ฟิล์มบางไปจนถึงแบตเตอรี่ก้อนเดียว แล้วจึงเข้าสู่ระบบแบตเตอรี่กระบวนการเตรียมแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสามขั้นตอน: การผลิตแผ่นอิเล็กโทรด การสังเคราะห์เซลล์ และการบรรจุสารเคมี

มีกระบวนการหลักหลายกระบวนการในสามกระบวนการหลัก ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อความจุของแบตเตอรี่ ความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ และอายุการใช้งานดังนั้นประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่ผลิตโดยกระบวนการผลิตที่แตกต่างกันจึงแตกต่างกันอย่างมากในลิงค์เหล่านี้การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ปัจจุบันสามารถมีส่วนร่วมในกระบวนการเตรียมมากกว่าหนึ่งโหล ซึ่งสามารถปรับปรุงอัตราคุณภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมได้อย่างมาก

เนื่องจากความต้องการใช้แบตเตอรี่พลังงานยังคงเพิ่มขึ้น ความต้องการการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์อุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นด้วยต่อไป เราจะมุ่งเน้นไปที่กระบวนการสมัครบางส่วนและข้อได้เปรียบเชิงเปรียบเทียบ

1. เลเซอร์ทำความสะอาดฟอยล์ทองแดงและอลูมิเนียมก่อนเคลือบชิ้นเสา

ขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ลิเธียมผลิตขึ้นโดยการเคลือบขั้วไฟฟ้าบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ลิเธียมบนฟอยล์อลูมิเนียมและฟอยล์ทองแดงหากอนุภาค เศษเล็กเศษน้อย ฝุ่น และสื่ออื่นๆ ผสมอยู่ในกระบวนการเคลือบ จะทำให้เกิดการลัดวงจรภายในแบตเตอรี่ และในกรณีที่รุนแรง แบตเตอรี่จะติดไฟและระเบิดได้

ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำความสะอาดฟอยล์ก่อนการเคลือบเพื่อให้ได้พื้นผิวที่สะอาดปราศจากออกไซด์

ชิ้นส่วนขั้วแบตเตอรี่ที่มีอยู่โดยทั่วไปจะทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิก และใช้สารละลายเอทานอลเป็นสารทำความสะอาดเป็นกระบวนการทำความสะอาดก่อนการเคลือบผิววิธีการนี้มีข้อบกพร่องดังต่อไปนี้:

1. เมื่อทำความสะอาดชิ้นส่วนฟอยล์โลหะด้วยอัลตราโซนิก โดยเฉพาะชิ้นงานอลูมิเนียมอัลลอยด์ ได้รับผลกระทบจากความถี่ เวลาในการทำความสะอาด และกำลังไฟ ผลของการเกิดโพรงอากาศของคลื่นอัลตราโซนิกสามารถกัดกร่อนอลูมิเนียมฟอยล์ได้ง่าย ส่งผลให้เกิดรูพรุนขนาดเล็กยิ่งออกฤทธิ์นานรูขุมขนก็ยิ่งใหญ่ขึ้น

ฟอยล์ที่ใช้สำหรับชิ้นส่วนขั้วแบตเตอรี่ลิเธียมโดยทั่วไปจะเป็นฟอยล์ศูนย์เดียวที่มีความหนา 10 μm ซึ่งมีแนวโน้มที่จะฉีกขาดเป็นรูเนื่องจากปัญหาในกระบวนการทำความสะอาด

2. การใช้สารละลายเอทานอลเป็นสารทำความสะอาดไม่เพียงแต่จะทำให้ส่วนอื่นๆ ของแบตเตอรี่ลิเธียมเสียหายได้ง่ายเท่านั้น แต่ยังมีแนวโน้มที่จะเกิด "การแตกตัวของไฮโดรเจน" ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติทางกลของอลูมิเนียมฟอยล์

3. แม้ว่าผลการทำความสะอาดจะแย่กว่าการทำความสะอาดด้วยเคมีเปียกแบบดั้งเดิม แต่ความสะอาดก็ยังไม่ดีเท่ากับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในบางครั้งยังมีสารปนเปื้อนอยู่บนพื้นผิว ซึ่งจะทำให้สารเคลือบแยกออกจากฟอยล์หรือทำให้เกิดรูหดตัว

ในฐานะที่เป็นการซักแห้งโดยไม่ใช้วัสดุสิ้นเปลือง การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เกือบจะไม่มีข้อบกพร่องในแง่ของความสะอาดและความชอบน้ำของการรักษาพื้นผิวของอลูมิเนียมฟอยล์ ทำให้มั่นใจได้ถึงผลกระทบของขนาดและการเคลือบบนชิ้นเสาในระดับสูงสุด

การใช้ฟอยล์โลหะในการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไม่เพียงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการทำความสะอาดและประหยัดทรัพยากรในการทำความสะอาด แต่ยังสร้างการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ของข้อมูลกระบวนการทำความสะอาดและการกำหนดปริมาณของผลการทำความสะอาด ซึ่งสามารถปรับปรุงความสม่ำเสมอของการผลิตเป็นชุดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ชิ้นเสา

2. เลเซอร์ทำความสะอาดแถบแบตเตอรี่ก่อนเชื่อม

แถบเป็นแถบโลหะที่นำขั้วบวกและขั้วลบออกจากเซลล์แบตเตอรี่ และเป็นจุดสัมผัสเมื่อชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่สารปนเปื้อนที่พื้นผิว เช่น จาระบี สารยับยั้งการกัดกร่อน และสารประกอบอื่นๆ ในกระบวนการอาจทำให้เกิดปัญหา เช่น รอยเชื่อมที่ไม่ดี รอยร้าว และความพรุนในรอยเชื่อม

ความสะอาดของพื้นผิวสัมผัสมีผลอย่างมากต่อความน่าเชื่อถือและความทนทานของการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า

การทำความสะอาดอิเล็กโทรดที่มีอยู่ส่วนใหญ่ใช้การทำความสะอาดด้วยตนเอง การทำความสะอาดด้วยสารเคมีแบบเปียก หรือการทำความสะอาดด้วยพลาสมา:

● การทำความสะอาดด้วยตนเองไม่มีประสิทธิภาพและมีค่าใช้จ่ายสูง

● แม้ว่าสายการทำความสะอาดน้ำในกระบวนการเปียกจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ แต่ความยาวของสายนั้นยาว แต่ก็ใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ของโรงงาน และสารเคมียังทำให้ชิ้นส่วนแบตเตอรี่ลิเธียมอื่น ๆ เสียหายได้ง่าย

● แม้ว่าการทำความสะอาดพลาสม่าจะไม่ต้องการตัวกลางที่เป็นของเหลว แต่ก็ต้องใช้ก๊าซในกระบวนการเป็นวัสดุสิ้นเปลือง และไอออไนซ์ของก๊าซจะทำให้ขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่เปิดได้ง่ายเมื่อใช้งาน จำเป็นต้องพลิกแบตเตอรี่หลายๆ ครั้งเพื่อแยกขั้วไฟฟ้าบวกและขั้วลบออกจากกันเพื่อทำความสะอาดประสิทธิภาพที่แท้จริงไม่สูงนัก

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถขจัดสิ่งสกปรก ฝุ่นละออง ได้อย่างมีประสิทธิภาพฯลฯ ที่ส่วนท้ายของขั้วแบตเตอรี่ และเตรียมการเชื่อมแบตเตอรี่ไว้ล่วงหน้า

เนื่องจากการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุสิ้นเปลืองใดๆ เช่น ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ โครงสร้างจึงมีขนาดกะทัดรัด พื้นที่ใช้งานน้อย และผลการทำความสะอาดก็น่าทึ่ง ซึ่งสามารถปรับปรุงวงจรการผลิตและลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก

สามารถทำให้พื้นผิวการเชื่อมหยาบขึ้นโดยการกำจัดสารอินทรีย์และอนุภาคขนาดเล็กออกอย่างทั่วถึง และเพิ่มความน่าเชื่อถือของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่ตามมาเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการทำความสะอาดแท็บ

3. การทำความสะอาดกาวภายนอกระหว่างการประกอบ

เพื่อป้องกันอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียม โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้กาวกับเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมเพื่อให้มีบทบาทเป็นฉนวน ป้องกันการลัดวงจร ป้องกันวงจรไฟฟ้า และป้องกันรอยขีดข่วน

เมื่อฟิล์มด้านนอกของเซลล์ที่ไม่สะอาดถูกทดสอบด้วย CCD จะมีรอยย่น ฟองอากาศ รอยขีดข่วน และข้อบกพร่องอื่นๆ ในลักษณะที่ปรากฏ และมักจะตรวจพบฟองอากาศที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ≥ 0.3 มม.มีความเป็นไปได้ของการรั่วไหลและการกัดกร่อนของสนิม ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง และยังมีอันตรายจากความปลอดภัยอีกด้วย

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถเข้าถึงระดับ Sa3 ในความสามารถในการทำความสะอาดผิวเซลล์ และอัตราการกำจัดมากกว่า 99.9%;และไม่มีแรงกดบนพื้นผิวของเซลล์ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการทำความสะอาดอื่นๆ เช่น การทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงหรือการขัดด้วยกลไก สามารถมั่นใจได้ว่าตัวบ่งชี้ทางกายภาพและทางเคมี เช่น ความแข็งผิวของเซลล์แบตเตอรี่จะไม่เปลี่ยนแปลงในระดับสูงสุด และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

นอกจากตัวอย่างที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ยังมีข้อดีทางเลือกที่ยอดเยี่ยมในกระบวนการอื่นๆ อีกนับสิบกระบวนการ เช่น การลอกสีด้วยไฟฟ้าของฝาครอบแบตเตอรี่ และการทำความสะอาดฉลากฟอยล์

หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์หรือต้องการซื้อเครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ที่ดีที่สุดสำหรับคุณ โปรดฝากข้อความไว้ในเว็บไซต์ของเราและส่งอีเมลถึงเราโดยตรง!