Làm sạch bằng tia laser cho sản xuất pin điện

Việc sản xuấtpin lithiumlà quy trình "cuộn-cuộn". Cho dù là pin lithium sắt phosphate, pin natri-ion hay pin ba thành phần, đều cần trải qua quy trình xử lý từ màng mỏng đến pin đơn, rồi đến hệ thống pin. Quy trình chế tạo pin lithium có thể được chia thành ba giai đoạn: sản xuất tấm điện cực, tổng hợp cell và đóng gói hóa học.

Ba quy trình chính này bao gồm một số quy trình then chốt, ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lưu trữ điện năng, độ an toàn sản phẩm và tuổi thọ của pin. Do đó, hiệu suất của pin được sản xuất bởi các quy trình sản xuất khác nhau rất khác nhau. Trong các liên kết này,làm sạch bằng laserhiện có thể tham gia vào hơn chục quy trình chuẩn bị, có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ chất lượng của pin lithium.

Khi nhu cầu về pin năng lượng tiếp tục tăng, nhu cầu vềlàm sạch bằng laserThiết bị cũng sẽ tăng lên. Tiếp theo, chúng ta sẽ tập trung vào một số quy trình ứng dụng và lợi thế so sánh.

1. Làm sạch bằng laser lá đồng và lá nhôm trước khi phủ cực

Điện cực dương và âm của pin lithium được chế tạo bằng cách phủ điện cực dương và âm của pin lithium lên lá nhôm và lá đồng. Nếu các hạt, mảnh vụn, bụi và các vật liệu khác bị lẫn vào nhau trong quá trình phủ, sẽ gây ra hiện tượng đoản mạch vi mô bên trong pin, và trong trường hợp nghiêm trọng, pin có thể bắt lửa và phát nổ.

Do đó, cần phải làm sạch lớp giấy bạc trước khi phủ để có được bề mặt hoàn toàn sạch, không có oxit.

Các cực pin hiện có thường được làm sạch bằng sóng siêu âm, và dung dịch ethanol được sử dụng làm chất tẩy rửa trước khi phủ. Phương pháp này có những nhược điểm sau:

1. Khi làm sạch bằng sóng siêu âm các chi tiết lá kim loại, đặc biệt là phôi hợp kim nhôm, tần suất, thời gian và công suất làm sạch bị ảnh hưởng, hiệu ứng tạo bọt của sóng siêu âm có thể dễ dàng ăn mòn lá nhôm, tạo ra các lỗ rỗng nhỏ. Thời gian tác động càng dài, lỗ rỗng càng lớn.

Lá kim loại được sử dụng cho cực pin lithium thường là lá kim loại số không đơn có độ dày 10 μm, dễ bị rách thành lỗ do các vấn đề trong quá trình vệ sinh.

2. Việc sử dụng dung dịch etanol làm chất tẩy rửa không chỉ dễ gây hư hỏng cho các bộ phận khác của pin lithium mà còn dễ gây ra hiện tượng “giòn do hydro”, ảnh hưởng đến tính chất cơ học của lá nhôm.

3. Mặc dù hiệu quả làm sạch kém hơn so với phương pháp làm sạch bằng hóa chất ướt truyền thống, nhưng độ sạch vẫn chưa bằng phương pháp làm sạch bằng laser. Đôi khi vẫn còn tạp chất trên bề mặt, khiến lớp phủ tách khỏi lớp màng hoặc tạo ra các lỗ co ngót.

Là phương pháp giặt khô không dùng vật tư tiêu hao, phương pháp giặt bằng laser gần như không có khuyết tật về độ sạch và độ ưa nước của bề mặt lá nhôm, đảm bảo hiệu quả định cỡ và phủ lên chi tiết cực ở mức cao nhất.

Việc sử dụng lá kim loại làm sạch bằng laser không chỉ có thể cải thiện hiệu quả của quá trình làm sạch và tiết kiệm tài nguyên làm sạch mà còn thiết lập giám sát thời gian thực dữ liệu quá trình làm sạch và xác định định lượng kết quả làm sạch, từ đó có thể cải thiện hiệu quả tính nhất quán của sản xuất hàng loạt các chi tiết cực.

2. Làm sạch bằng laser các tab pin trước khi hàn

Các thanh kim loại này dẫn điện cực dương và âm ra khỏi cell pin, đồng thời là điểm tiếp xúc khi pin được sạc và xả. Các chất gây ô nhiễm bề mặt như dầu mỡ, chất ức chế ăn mòn và các hợp chất khác trong quá trình này có thể gây ra các vấn đề như mối hàn kém chất lượng, nứt và rỗ khí trong mối hàn.

Độ sạch của bề mặt tiếp xúc có thể ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy và độ bền của kết nối điện.

Việc vệ sinh điện cực hiện tại chủ yếu áp dụng phương pháp vệ sinh thủ công, vệ sinh bằng hóa chất ướt hoặc vệ sinh bằng plasma:

● Vệ sinh thủ công không hiệu quả và tốn kém;

● Mặc dù dây chuyền làm sạch nước ướt cải thiện hiệu quả, nhưng chiều dài của dây chuyền dài, chiếm diện tích lớn trong nhà máy và tác nhân hóa học cũng dễ làm hỏng các bộ phận khác của pin lithium;

● Mặc dù làm sạch bằng plasma không cần môi trường lỏng, nhưng vẫn cần khí xử lý làm vật liệu tiêu hao, và quá trình ion hóa khí sẽ giúp điện cực dương và âm của pin dễ dàng được bật. Khi sử dụng, thường phải lật pin nhiều lần để tách điện cực dương và âm ra khi làm sạch. Hiệu suất thực tế không cao.

Làm sạch bằng laser có thể loại bỏ bụi bẩn, bụi một cách hiệu quả, v.v. trên mặt cuối của cực pin và chuẩn bị hàn pin trước.

Bởi vì việc làm sạch bằng laser không yêu cầu bất kỳ vật tư tiêu hao nào như rắn, lỏng và khí, cấu trúc nhỏ gọn, không gian chiếm dụng nhỏ và hiệu quả làm sạch đáng kể, có thể cải thiện đáng kể chu kỳ sản xuất và giảm chi phí sản xuất;

Nó có thể làm nhám bề mặt hàn bằng cách loại bỏ hoàn toàn các chất hữu cơ và các hạt nhỏ, đồng thời cải thiện độ tin cậy của quá trình hàn laser tiếp theo. Đây là một trong những lựa chọn tốt nhất để làm sạch tab.

3. Vệ sinh lớp keo dán bên ngoài trong quá trình lắp ráp

Để phòng tránh tai nạn an toàn liên quan đến pin lithium, thông thường cần phải bôi keo vào các cell pin lithium để đóng vai trò cách điện, ngăn ngừa đoản mạch, bảo vệ mạch điện và chống trầy xước.

Khi kiểm tra lớp màng ngoài của cell pin chưa được làm sạch bằng CCD, sẽ thấy xuất hiện các nếp nhăn, bọt khí, vết xước và các khuyết tật khác về hình thức, và thường phát hiện các bọt khí có đường kính ≥ 0,3mm. Có khả năng xảy ra rò rỉ và ăn mòn gỉ sét, làm giảm tuổi thọ pin và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn.

Làm sạch bằng lasercó thể đạt đến mức Sa3 về khả năng làm sạch bề mặt cell, tỷ lệ loại bỏ hơn 99,9%; và không có ứng suất trên bề mặt cell. So với các phương pháp làm sạch khác như làm sạch bằng sóng siêu âm hoặc mài cơ học, phương pháp này có thể đảm bảo các chỉ số vật lý và hóa học như độ cứng bề mặt của cell pin không thay đổi ở mức độ lớn nhất, đồng thời kéo dài tuổi thọ của pin.

Ngoài các ví dụ đã đề cập ở trên, việc làm sạch bằng tia laser còn có nhiều ưu điểm tuyệt vời khác trong hàng chục quy trình khác như loại bỏ sơn điện di trên nắp pin và làm sạch nhãn giấy bạc.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về phương pháp làm sạch bằng laser hoặc muốn mua máy làm sạch bằng laser tốt nhất, vui lòng để lại tin nhắn trên trang web của chúng tôi và gửi email trực tiếp cho chúng tôi!