Lasersko čišćenje ploča elektroda litijumske baterije: povećanje efikasnosti i kvaliteta u proizvodnji električnih vozila

Lasersko čišćenje je pozdravljeno kao "zelena tehnologija čišćenja sa najvećim razvojnim potencijalom u 21. veku." Može promijeniti zrnastu strukturu i orijentaciju površine podloge bez izazivanja oštećenja. Nadalje, omogućava kontrolu hrapavosti površine, čime se poboljšavaju sveobuhvatne performanse površine podloge. Lasersko čišćenje je pozdravljeno kao "zelena tehnologija čišćenja sa najvećim razvojnim potencijalom u 21. vijeku." Može promijeniti zrnastu strukturu i orijentaciju površine podloge bez izazivanja oštećenja. Nadalje, omogućava kontrolu hrapavosti površine, čime se poboljšavaju sveobuhvatne performanse površine podloge.

Sa ubrzanjem industrijalizacije i stalnim napredovanjem ciljeva "Dual Carbon" (dobijanje ugljika i neutralnost ugljika), lasersko čišćenje postupno zamjenjuje tradicionalne procese čišćenja u mnogim sektorima. Sve više postaje nezamjenjiva tehnologija za proizvodnju opreme u vrhunskim-proizvodnim poljima kao što su opća industrija, odbrana, brodogradnja i zrakoplovstvo.

Koncept laserskog čišćenja nastao je sredinom -1980-ih. Njegov princip se oslanja na karakteristike laserskih zraka, kao što su visoka gustoća energije, kontrolisani smjer i jaka sposobnost fokusiranja. Ova svojstva omogućavaju laseru interakciju sa zagađivačima pričvršćenim za podlogu radnog predmeta-kao što su mrlje od ulja, mrlje od rđe, ostaci prašine, premazi, oksidni slojevi ili filmovi - uzrokujući njihovo odvajanje od podloge kroz mehanizme kao što su trenutno toplinsko širenje, topljenje i isparavanje plina.

Cijeli proces laserskog čišćenja je složen i može se grubo podijeliti na lasersko isparavanje/razgradnju, lasersku ablaciju, termičko širenje čestica zagađivača, vibracije površine podloge i odvajanje kontaminanata. Trenutno su dostupne metode kao što su lasersko čišćenje ablacijom, lasersko čišćenje-potpomognuto tečnim filmom i čišćenje laserskim udarnim talasima. Ove metode mogu stabilno i efikasno očistiti različite uobičajene površine podloge, uključujući metale, legure, staklo i razne kompozitne materijale.

Komparativne prednosti tehnologije laserskog čišćenja

Trenutno je lasersko čišćenje postalo primarna metoda za površinsku obradu baterija i široko se koristi u tri glavna proizvodna procesa energetskih baterija: proizvodnja ploča elektroda, proizvodnja ćelija i sastavljanje baterija. Korišćenjem laserskih izvora, glava za čišćenje i upravljačkog softvera putem kompjuterske integrisane kontrole, ova tehnologija značajno podiže nivo tehnologije proizvodnje baterija.

1. Lasersko čišćenje ploča elektroda

Prilikom oblaganja elektrodnih materijala na kolektorima pozitivne i negativne struje potrebno je očistiti metalne folije. Uobičajeni kolektor pozitivne struje je aluminijska folija, dok je kolektor negativne struje bakarna folija. Da bi se osigurala stabilnost strujnih kolektora unutar baterije, potrebno je da čistoća oba materijala bude iznad 98%.

Tradicionalno mokro čišćenje etanolom može lako oštetiti druge komponente litijumskih baterija. Korištenje laserskog čišćenja metalnih folija ne samo da poboljšava efikasnost procesa čišćenja i štedi resurse za čišćenje, već također uspostavlja-praćenje podataka procesa čišćenja u stvarnom vremenu i kvantitativnu procjenu rezultata čišćenja, što može efikasno poboljšati konzistentnost masovne proizvodnje elektrodnih ploča.

2 Lasersko čišćenje prije zavarivanja baterija

Posljednjih godina, lasersko zavarivanje je postalo standardna oprema na proizvodnim linijama baterija za napajanje i široko se koristi u zavarivanju jezičaka za baterije, brtvenih iglica, sabirnica i baterijskih modula. Čista i ujednačena površina osnovni je preduvjet za uspješno i izdržljivo zavarivanje i lijepljenje. Stoga, izvođenje površinske obrade područja zavarivanja prije zavarivanja radi uklanjanja onečišćenja iz zavarenih spojeva može efikasno poboljšati kvalitet zavarivanja i smanjiti troškove.

Poređenje čišćenja terminala

Lasersko čišćenje se primjenjuje u procesima čišćenja za brtvljenje iglica i adapterskih ploča u ćelijskom stupnju, sabirnica i terminala u fazi modula, kao i jednoćelijskih plavih filmova, silikona i premaza. Efikasno uklanja zagađivače, prašinu i druge ostatke sa raznih krajnjih površina, služeći kao priprema za baterijsko zavarivanje i smanjujući defekte zavarivanja.

3 Lasersko čišćenje tokom sklapanja baterije

Kako bi se spriječile sigurnosne nezgode koje uključuju litijumske baterije, eksterna ljepljiva traka se često primjenjuje na ćelije litijumskih baterija kako bi se osigurala izolacija. Ovo sprečava kratke spojeve, štiti vodove kola i sprečava ogrebotine.

Čišćenje oksidnih slojeva na zavarenim šavovima ležišta baterije

Lasersko čišćenje se primjenjuje na CMT zavarene šavove na nosačima baterija, elektroforetske premaze na gornjim poklopcima baterijskog paketa, slojeve oksida duž tragova zaptivača na kućištima baterije i slojeve oksida na zaštitnim osnovnim pločama prije zavarivanja. Ovaj proces poboljšava prianjanje za lijepljenje ili nanošenje zaptivača. Budući da proces čišćenja ne stvara štetne zagađivače, ova zelena i ekološki prihvatljiva metoda čišćenja postaje sve važnija u kontekstu povećane ekološke svijesti.

1 Ekološke prednosti
Lasersko čišćenje je "zelena" metoda čišćenja koja ne zahtijeva nikakva kemijska sredstva ili tekućine za čišćenje. Otpad koji se uklanja sastoji se gotovo u potpunosti od čvrstog praha, koji je male zapremine, lako se skladišti, može se reciklirati, ne uključuje fotokemijske reakcije i ne stvara zagađenje. Može lako riješiti probleme zagađenja okoliša povezane s kemijskim čišćenjem. Često je jedan ispušni ventilator dovoljan za rukovanje otpadom koji nastaje tokom procesa čišćenja.

2 Efikasnost Prednosti

Tradicionalne metode čišćenja su često bazirane na kontaktu-, djelujući mehaničkom silom na površinu predmeta koji se čisti, što može oštetiti površinu. Alternativno, sredstvo za čišćenje može se zalijepiti na površinu predmeta, postajući nemoguće ukloniti i uzrokovati sekundarno zagađenje. Ne-abrazivna i be- priroda laserskog čišćenja, u kombinaciji sa nedostatkom termičkih efekata, osigurava da podloga nije oštećena, efikasno rješavajući ove probleme.

Laserski sistem za čišćenje litijumske baterijske folije

3 Prednosti upravljanja

Laseri se mogu prenositi putem optičkih vlakana i integrirati s manipulatorima i robotima kako bi se olakšalo upravljanje na daljinu. Oni su u stanju da čiste područja do kojih je teško doći tradicionalnim metodama, osiguravajući sigurnost osoblja kada se koriste u opasnim okruženjima.

4 Prednosti pogodnosti

Lasersko čišćenje može ukloniti različite vrste zagađivača sa površina različitih materijala, postižući nivo čistoće nedostižan konvencionalnim metodama čišćenja. Osim toga, omogućava selektivno uklanjanje površinskih zagađivača bez oštećenja materijalne podloge.

5 Prednosti troškova

Lasersko čišćenje je brzo i efikasno, štedi vreme. Iako kupovina laserskog sistema za čišćenje uključuje relativno veliko početno-ulaganje u jednom vremenu, sistem osigurava stabilno dugotrajno-korištenje uz niske operativne troškove. Što je još važnije, olakšava laku automatizaciju.