تمیز کردن لیزر برای صفحات الکترود باتری لیتیومی: افزایش کارایی و کیفیت در تولید EV

تمیز کردن لیزری به عنوان "فناوری تمیز کردن سبز با بیشترین پتانسیل توسعه در قرن بیست و یکم" مورد استقبال قرار می گیرد. این می تواند ساختار دانه و جهت سطح زیرلایه را بدون ایجاد آسیب تغییر دهد. علاوه بر این، امکان کنترل زبری سطح را فراهم می کند و در نتیجه عملکرد جامع سطح زیرلایه را افزایش می دهد. تمیز کردن لیزری به عنوان "فناوری تمیز کردن سبز با بیشترین پتانسیل توسعه در قرن بیست و یکم" مورد ستایش قرار می گیرد. این می تواند ساختار دانه و جهت سطح زیرلایه را بدون ایجاد آسیب تغییر دهد. علاوه بر این، امکان کنترل زبری سطح را فراهم می کند و در نتیجه عملکرد جامع سطح زیرلایه را افزایش می دهد.

با شتاب صنعتی شدن و پیشرفت مستمر اهداف "کربن دوگانه" (اوج کربن و خنثی بودن کربن)، تمیز کردن لیزر به تدریج جایگزین فرآیندهای تمیز کردن سنتی در بسیاری از بخش ها می شود. این به طور فزاینده‌ای به یک فناوری تولید تجهیزات ضروری در زمینه‌های{1}}تولید پیشرفته مانند صنعت عمومی، دفاع، کشتی‌سازی و هوافضا تبدیل شده است.

مفهوم تمیز کردن لیزر در اواسط-1980 سرچشمه گرفت. اصل آن بر ویژگی های پرتوهای لیزر مانند چگالی انرژی بالا، جهت قابل کنترل و قابلیت فوکوس قوی متکی است. این ویژگی‌ها لیزر را قادر می‌سازد تا با آلاینده‌های متصل به زیرلایه قطعه کار مانند لکه‌های روغن، لکه‌های زنگ‌زدگی، بقایای گرد و غبار، پوشش‌ها، لایه‌های اکسید یا فیلم‌ها تعامل داشته باشد و باعث جدا شدن آن‌ها از بستر از طریق مکانیسم‌هایی مانند انبساط حرارتی آنی، ذوب شدن و وزش گاز می‌شود.

کل فرآیند تمیز کردن لیزر پیچیده است و می‌توان آن را تقریباً به تبخیر/تجزیه لیزری، فرسایش لیزری، انبساط حرارتی ذرات آلاینده، ارتعاش سطح زیرلایه و جداسازی آلاینده تقسیم کرد. در حال حاضر، روش‌هایی مانند تمیز کردن لیزر، تمیز کردن لیزری با فیلم مایع-و تمیز کردن لیزر با امواج شوک در دسترس هستند. این روش ها می توانند سطوح مختلف زیرلایه منظم از جمله فلزات، آلیاژها، شیشه و مواد کامپوزیتی مختلف را به طور پایدار و موثر تمیز کنند.

مزایای نسبی فناوری تمیز کردن لیزر

در حال حاضر، تمیز کردن لیزر به یک روش اولیه برای درمان سطح باتری تبدیل شده است و به طور گسترده در سه فرآیند اصلی تولید باتری های قدرت استفاده می شود: تولید صفحه الکترود، ساخت سلول، و مونتاژ باتری. این فناوری با استفاده از منابع لیزری، هدهای تمیزکننده و نرم افزارهای کنترلی از طریق کنترل یکپارچه کامپیوتری، سطح فناوری ساخت باتری را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

1. تمیز کردن لیزر صفحات الکترود

در حین پوشش مواد الکترود بر روی کلکتورهای جریان مثبت و منفی، فویل های فلزی باید تمیز شوند. کلکتور جریان مثبت رایج فویل آلومینیومی است در حالی که کلکتور جریان منفی فویل مسی است. برای اطمینان از پایداری کلکتورهای جریان داخل باتری، خلوص هر دو ماده باید بالای 98 درصد باشد.

تمیز کردن سنتی اتانول مرطوب می تواند به راحتی به سایر اجزای باتری های لیتیومی آسیب برساند. استفاده از تمیز کردن لیزر برای فویل‌های فلزی نه تنها کارایی فرآیند تمیز کردن را بهبود می‌بخشد و منابع تمیز کردن را حفظ می‌کند، بلکه نظارت بر زمان واقعی داده‌های فرآیند تمیز کردن و ارزیابی کمی نتایج تمیز کردن را ایجاد می‌کند، که می‌تواند به طور موثر ثبات تولید انبوه صفحه الکترود را بهبود بخشد.

2 تمیز کردن لیزر قبل از جوشکاری باتری

در سال‌های اخیر، جوشکاری لیزری به تجهیزات استاندارد در خطوط تولید باتری برق تبدیل شده است و به طور گسترده در جوشکاری زبانه‌های باتری، پین‌های آب‌بندی، شینه‌ها و ماژول‌های باتری استفاده می‌شود. یک سطح تمیز و یکنواخت پیش نیاز اساسی برای دستیابی به جوش و اتصال موفق و بادوام است. بنابراین، انجام عملیات سطحی روی نواحی جوشکاری قبل از جوشکاری برای حذف آلاینده ها از اتصالات جوش می تواند به طور موثر کیفیت جوش را بهبود بخشد و هزینه ها را کاهش دهد.

مقایسه تمیز کردن ترمینال

تمیز کردن لیزر در فرآیندهای تمیز کردن پین‌ها و صفحات آداپتور در مرحله سلول، شین‌ها و پایانه‌ها در مرحله ماژول، و همچنین فیلم‌های آبی تک سلولی، سیلیکون و پوشش‌ها استفاده می‌شود. این به طور موثر آلاینده ها، گرد و غبار و سایر زباله ها را از سطوح مختلف انتهایی حذف می کند و به عنوان آماده سازی برای جوشکاری باتری و کاهش عیوب جوشکاری عمل می کند.

3 تمیز کردن لیزر در طول مونتاژ باتری

برای جلوگیری از حوادث ایمنی مربوط به باتری‌های لیتیومی، نوار چسب خارجی اغلب به سلول‌های باتری لیتیومی برای ایجاد عایق اعمال می‌شود. این از اتصال کوتاه جلوگیری می کند، از خطوط مدار محافظت می کند و از خراشیدگی جلوگیری می کند.

تمیز کردن لایه های اکسید روی درزهای جوش سینی باتری

تمیز کردن لیزر روی درزهای جوش CMT روی سینی‌های بسته باتری، پوشش‌های الکتروفورتیک روی پوشش‌های بالای بسته باتری، لایه‌های اکسیدی در امتداد مسیرهای درزگیر روی محفظه‌های بسته باتری، و لایه‌های اکسید روی صفحات پایه محافظ قبل از جوشکاری اعمال می‌شود. این فرآیند چسبندگی را برای استفاده از نوار چسب یا درزگیر افزایش می دهد. از آنجایی که فرآیند تمیز کردن هیچ آلاینده مضری تولید نمی کند، این روش پاکسازی سبز و سازگار با محیط زیست در زمینه افزایش آگاهی زیست محیطی اهمیت فزاینده ای پیدا می کند.

1 مزایای زیست محیطی
تمیز کردن لیزر یک روش تمیز کردن "سبز" است که به هیچ گونه مواد شیمیایی یا مایعات تمیز کننده نیاز ندارد. زباله های حذف شده تقریباً به طور کامل از پودر جامد تشکیل شده است که حجم کمی دارد، ذخیره سازی آسان، قابل بازیافت است، هیچ واکنش فتوشیمیایی ندارد و هیچ آلودگی ایجاد نمی کند. به راحتی می تواند مسائل آلودگی محیطی مرتبط با تمیز کردن شیمیایی را حل کند. اغلب، یک فن اگزوز برای رسیدگی به ضایعات تولید شده در فرآیند تمیز کردن کافی است.

2 مزایای اثربخشی

روش‌های تمیز کردن سنتی اغلب مبتنی بر تماس{0}} هستند و نیروی مکانیکی روی سطح شیء در حال تمیز کردن اعمال می‌کنند که می‌تواند به سطح آسیب برساند. از طرف دیگر، ماده تمیزکننده ممکن است به سطح جسم بچسبد و حذف آن غیرممکن شود و باعث آلودگی ثانویه شود. ماهیت غیر ساینده و غیر تماسی تمیز کردن لیزر، همراه با فقدان اثرات حرارتی آن، تضمین می‌کند که زیرلایه آسیب نبیند و به طور موثر این مشکلات را حل کند.

سیستم تمیز کردن لیزر فویل باتری لیتیومی

3 مزایای کنترل

لیزرها را می‌توان از طریق فیبرهای نوری منتقل کرد و با دستکاری‌کننده‌ها و روبات‌ها ادغام کرد تا کار از راه دور را تسهیل کند. آنها قادر به تمیز کردن مناطقی هستند که دسترسی به آنها با روش های سنتی دشوار است و ایمنی پرسنل را هنگام استفاده در محیط های خطرناک تضمین می کند.

4 مزیت راحتی

تمیز کردن لیزر می تواند انواع مختلفی از آلاینده ها را از سطوح مواد مختلف حذف کند و به سطحی از تمیزی دست یابد که با روش های تمیز کردن معمولی قابل دستیابی نیست. علاوه بر این، امکان حذف انتخابی آلاینده های سطحی را بدون آسیب رساندن به بستر مواد فراهم می کند.

5 مزیت هزینه

تمیز کردن لیزر سریع و کارآمد است و در زمان صرفه جویی می کند. اگرچه خرید یک سیستم تمیز کردن لیزری مستلزم یک سرمایه‌گذاری اولیه نسبتاً بالا-زمانی است، این سیستم استفاده طولانی‌مدت پایدار با هزینه‌های عملیاتی کم را تضمین می‌کند. مهمتر از آن، اتوماسیون آسان را تسهیل می کند.