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激光清洗被稱為“21世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ木G色清洗技術(shù)”,能夠在不損傷基體表面的前提下,使基材表面的晶粒結(jié)構(gòu)和取向改變,并且能夠?qū)w表面粗糙度進(jìn)行控制,從而增強(qiáng)基體表面的綜合性能。伴隨著工業(yè)化進(jìn)程加快和“雙碳”目標(biāo)穩(wěn)步推進(jìn),在許多領(lǐng)域中逐步取代傳統(tǒng)清洗工藝,并逐漸成為工業(yè)、軍工、船舶、航空航天等高端制造領(lǐng)域不可或缺的裝備制造技術(shù)。

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!
 

激光清洗概念起源于20世紀(jì)80年代中期,其原理是利用激光光束具有大的能量密度、方向可控和匯聚能力強(qiáng)等特性,使激光與工件基底上附著的油污、銹斑、粉塵渣、涂層、氧化層或膜層等污染物相互作用,以瞬間受熱膨脹、熔化、氣體揮發(fā)等形式與工件基底分離。

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!
激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!
△激光清洗前后對(duì)比

整個(gè)激光清洗過程繁雜,大致可分為激光氣化分解、激光剖離、污染物粒子熱膨脹、基體表面振動(dòng)和污染物脫離。目前,有激光燒蝕清洗方法、液膜輔助激光清洗方法、激光沖擊波式清洗方法,能穩(wěn)定而有效地清洗各種規(guī)則性的基材表面,包括金屬、合金、玻璃及各種復(fù)合材料。

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!

激光清洗技術(shù)對(duì)比優(yōu)勢(shì)

 

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!

激光清洗在鋰電智造中的應(yīng)用

 

 

當(dāng)下,激光清洗已成為電池表面處理的主要手段,被廣泛用于極片制造、電芯制作以及電池組裝3個(gè)主要?jiǎng)恿﹄姵厣a(chǎn)制程。通過采用激光器、清洗頭以及控制軟件,計(jì)算機(jī)集成控制,極大提高電池制造工藝水平。

 

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集流體激光清洗

正負(fù)集流體在涂覆電極材料時(shí),需要對(duì)金屬箔帶進(jìn)行清洗。常見的正極集流體是鋁箔,負(fù)極集流體是銅箔,為了保證集流體在電池內(nèi)部穩(wěn)定性,二者純度要求在98%以上。

 

傳統(tǒng)濕式乙醇清洗,容易對(duì)鋰電池其他部件造成損傷,采用激光清洗金屬箔不僅能提高清洗過程的效率、節(jié)約清洗資源,且建立清洗過程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和清洗結(jié)果量化判定,能有效提高極片批產(chǎn)生產(chǎn)的一致性

2

電池焊接前激光清洗

近年,激光焊接成為動(dòng)力電池產(chǎn)線標(biāo)配,被廣泛應(yīng)用到動(dòng)力電池極耳、密封釘、匯流排、電池模組等焊接中。干凈、均勻的表面是實(shí)現(xiàn)成功耐久的焊接與粘合的基本前提條件。因此,焊接前,對(duì)各焊接部位進(jìn)行表面處理,去除焊縫接頭處的污染物,能有效提高焊接質(zhì)量和降低成本。

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!

△極柱清洗對(duì)比

 

激光清洗應(yīng)用在電芯段密封釘、轉(zhuǎn)接片,模組段巴片極柱、單電芯藍(lán)膜、單電芯硅膠、單電芯涂層清洗過程,有效去各端面污物、粉塵等,為電池焊接提前做準(zhǔn)備,減少焊接的不良品。

 

3

電池組裝過程中激光清洗

為了防止鋰電池發(fā)生安全事故,往往會(huì)對(duì)鋰電池電芯進(jìn)行外貼膠處理,以起到絕緣的作用,防止短路的發(fā)生以及保護(hù)線路、防止刮傷。

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!

△電池托盤焊縫的氧化層清洗

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對(duì)電池包托盤CMT焊縫、電池包上蓋板電泳漆、電池包箱體密封膠軌跡氧化層、防護(hù)底板焊前氧化層進(jìn)行激光清洗,提高貼膠或涂膠的附著力,清洗后不會(huì)產(chǎn)生有害污染物,在高度關(guān)注環(huán)保的情況下,這種綠色環(huán)保的清洗方法將越發(fā)重要。

 

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!
△UW激光清洗方案在動(dòng)力電池行業(yè)的應(yīng)用

 

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!

?100%優(yōu)率

電池包蓋板清洗的理想選擇

 

 

電泳漆賦予蓋板一定的裝飾性以及提供防蝕保護(hù),如防銹、防沖擊、耐腐蝕…等,然而,由于某些特殊要求,需要重新電泳,所以要對(duì)電泳漆膜進(jìn)行去除。

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!

△圖片來源:攝圖網(wǎng)

 

現(xiàn)行批量生產(chǎn)頂蓋片主要使用金屬?zèng)_壓方式,生產(chǎn)過程中會(huì)使用到?jīng)_壓油,生產(chǎn)完畢還需沖壓油清洗。

 

金屬?zèng)_壓方式則會(huì)不可避免產(chǎn)生金屬披鋒,當(dāng)動(dòng)力電池頂蓋片出現(xiàn)金屬絲、毛刺等披鋒時(shí),在頂蓋片與極柱交接處,會(huì)造成動(dòng)力電池短路故障,存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)。因此,蓋板清洗工藝需解決以上所有問題。

 

△聯(lián)贏激光動(dòng)力電池箱蓋激光清洗工作站

 

與此同時(shí),批量式清洗,完美解決除銹、除油污、金屬微粒、灰塵等清洗難題,且具備自動(dòng)化、無接觸、無污染、精度高、無損傷或損傷小等特點(diǎn),是電池包蓋板清洗的理想選擇。

 

配備自主研發(fā)手持式激光清洗機(jī),人工手持/搭配機(jī)械手自動(dòng)化雙重應(yīng)用選擇;

清洗涂層厚度達(dá)到0.035mm,清洗不損傷電泳涂層下的鍍鋅層,實(shí)現(xiàn)100%清洗優(yōu)率;

采用專用鋁合金激光房體,拆卸維護(hù)方便。

 

激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!
激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!

△激光清洗前后對(duì)比

鋰電池新一輪規(guī)模化制造已經(jīng)啟動(dòng),新一輪制造過程對(duì)于質(zhì)量一致性要求更高,對(duì)工藝控制的精度要求也更高。

來源:聯(lián)贏激光

原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(鋰電產(chǎn)業(yè)通):激光清洗在鋰電池智造中的應(yīng)用!

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