Laserreiniging voor elektrodeplaten met lithiumbatterijen: verhoog de efficiëntie en kwaliteit bij de EV-productie

Laserreiniging wordt geprezen als "de groene reinigingstechnologie met het grootste ontwikkelingspotentieel in de 21e eeuw." Het is in staat de korrelstructuur en oriëntatie van het substraatoppervlak te veranderen zonder schade te veroorzaken. Bovendien maakt het controle van de oppervlakteruwheid mogelijk, waardoor de algehele prestaties van het substraatoppervlak worden verbeterd. Laserreiniging wordt geprezen als "de groene reinigingstechnologie met het grootste ontwikkelingspotentieel in de 21e eeuw." Het is in staat de korrelstructuur en oriëntatie van het substraatoppervlak te veranderen zonder schade te veroorzaken. Bovendien maakt het de controle van de oppervlakteruwheid mogelijk, waardoor de uitgebreide prestaties van het substraatoppervlak worden verbeterd.

Met de versnelling van de industrialisatie en de gestage vooruitgang van de ‘Dual Carbon’-doelstellingen (koolstofpiek en koolstofneutraliteit) vervangt laserreiniging geleidelijk de traditionele reinigingsprocessen in veel sectoren. Het is steeds meer een onmisbare apparatuurproductietechnologie geworden in hoogwaardige productiesectoren zoals de algemene industrie, defensie, scheepsbouw en ruimtevaart.

Het concept van laserreiniging ontstond halverwege-jaren tachtig. Het principe is gebaseerd op de kenmerken van laserstralen, zoals hoge energiedichtheid, bestuurbare richting en sterk focusvermogen. Dankzij deze eigenschappen kan de laser interageren met verontreinigende stoffen die aan het substraat van het werkstuk zijn gehecht-zoals olievlekken, roestvlekken, stofresten, coatings, oxidelagen of films, waardoor deze zich van het substraat scheiden via mechanismen zoals onmiddellijke thermische uitzetting, smelten en gasvervluchtiging.

Het gehele laserreinigingsproces is complex en kan grofweg worden onderverdeeld in laserverdamping/-ontleding, laserablatie, thermische uitzetting van verontreinigende deeltjes, trillingen van het substraatoppervlak en het loskomen van verontreinigende stoffen. Momenteel zijn methoden zoals laserablatiereiniging, vloeistoffilm-ondersteunde laserreiniging en laserschokgolfreiniging beschikbaar. Deze methoden kunnen verschillende reguliere substraatoppervlakken stabiel en effectief reinigen, waaronder metalen, legeringen, glas en verschillende composietmaterialen.

Vergelijkende voordelen van laserreinigingstechnologie

Momenteel is laserreiniging een primaire methode geworden voor de oppervlaktebehandeling van batterijen en wordt deze veel gebruikt in de drie belangrijkste productieprocessen van stroombatterijen: productie van elektrodeplaten, celfabricage en batterijassemblage. Door gebruik te maken van laserbronnen, reinigingskoppen en besturingssoftware via computergeïntegreerde besturing, verbetert deze technologie het niveau van de batterijproductietechnologie aanzienlijk.

1. Laserreiniging van elektrodeplaten

Tijdens het coaten van elektrodematerialen op positieve en negatieve stroomcollectoren moeten de metaalfolies worden gereinigd. De gewone positieve stroomcollector is aluminiumfolie, terwijl de negatieve stroomcollector koperfolie is. Om de stabiliteit van de stroomafnemers in de batterij te garanderen, moet de zuiverheid van beide materialen boven de 98% liggen.

Traditionele natte ethanolreiniging kan gemakkelijk schade aan andere componenten van lithiumbatterijen veroorzaken. Het gebruik van laserreiniging voor metaalfolies verbetert niet alleen de efficiëntie van het reinigingsproces en bespaart reinigingsmiddelen, maar zorgt ook voor realtime monitoring van de gegevens van het reinigingsproces en een kwantitatieve beoordeling van de reinigingsresultaten, waardoor de consistentie van de massaproductie van elektrodeplaten effectief kan worden verbeterd.

2 Laserreiniging vóór het lassen van batterijen

De afgelopen jaren is laserlassen standaarduitrusting geworden op productielijnen voor elektrische accu's en wordt het veel gebruikt bij het lassen van tabs voor elektrische accu's, afdichtpennen, rails en accumodules. Een schoon en uniform oppervlak is een fundamentele voorwaarde voor succesvol en duurzaam lassen en lijmen. Daarom kan het uitvoeren van een oppervlaktebehandeling op lasgebieden voorafgaand aan het lassen om verontreinigingen uit de lasverbindingen te verwijderen de laskwaliteit effectief verbeteren en de kosten verlagen.

Vergelijking van terminalschoonmaak

Laserreiniging wordt toegepast in de reinigingsprocessen voor het afdichten van pennen en adapterplaten in de celfase, rails en terminals in de modulefase, evenals voor eencellige blauwe films, siliconen en coatings. Het verwijdert effectief verontreinigingen, stof en ander vuil van verschillende eindoppervlakken, dient als voorbereiding op batterijlassen en vermindert lasfouten.

3 Laserreiniging tijdens montage van de batterij

Om veiligheidsongevallen met lithiumbatterijen te voorkomen, wordt vaak extern plakband op lithiumbatterijcellen aangebracht om voor isolatie te zorgen. Dit voorkomt kortsluiting, beschermt circuitlijnen en voorkomt krassen.

Reinigen van oxidelagen op de lasnaden van de accubak

Laserreiniging wordt vóór het lassen toegepast op CMT-lasnaden op batterijladen, elektroforetische coatings op de bovenkappen van batterijpakketten, oxidelagen langs afdichtingssporen op behuizingen van batterijpakketten en oxidelagen op beschermende basisplaten. Dit proces verbetert de hechting bij het aanbrengen van lijm of kit. Omdat bij het reinigingsproces geen schadelijke verontreinigende stoffen vrijkomen, wordt deze groene en milieuvriendelijke reinigingsmethode steeds belangrijker in de context van een verhoogd milieubewustzijn.

1 Milieuvoordelen
Laserreiniging is een ‘groene’ reinigingsmethode waarbij geen chemische middelen of reinigingsvloeistoffen nodig zijn. Het verwijderde afval bestaat bijna volledig uit vast poeder, dat klein van volume is, gemakkelijk op te slaan, recycleerbaar, zonder fotochemische reacties en zonder vervuiling. Het kan gemakkelijk de milieuvervuilingsproblemen oplossen die gepaard gaan met chemisch reinigen. Vaak is één enkele afzuigventilator voldoende om het afval dat tijdens het reinigingsproces ontstaat, te verwerken.

2 Effectiviteitsvoordelen

Traditionele reinigingsmethoden zijn vaak gebaseerd op contact-, waarbij mechanische kracht wordt uitgeoefend op het oppervlak van het object dat wordt gereinigd, waardoor het oppervlak kan worden beschadigd. Als alternatief kan het reinigingsmedium zich aan het oppervlak van het object hechten, waardoor het onmogelijk wordt om het te verwijderen en secundaire vervuiling te veroorzaken. Het niet-schurende en- contactloze karakter van laserreiniging, gecombineerd met het ontbreken van thermische effecten, zorgt ervoor dat het substraat niet wordt beschadigd, waardoor deze problemen effectief worden opgelost.

Laserreinigingssysteem met lithiumbatterijfolie

3 Controlevoordelen

Lasers kunnen via optische vezels worden verzonden en worden geïntegreerd met manipulatoren en robots om bediening op afstand te vergemakkelijken. Ze zijn in staat gebieden te reinigen die moeilijk te bereiken zijn met traditionele methoden, waardoor de veiligheid van het personeel wordt gegarandeerd bij gebruik in gevaarlijke omgevingen.

4 Gemaksvoordelen

Laserreiniging kan verschillende soorten verontreinigingen van de oppervlakken van diverse materialen verwijderen, waardoor een niveau van reinheid wordt bereikt dat met conventionele reinigingsmethoden niet haalbaar is. Bovendien maakt het de selectieve verwijdering van oppervlakteverontreinigingen mogelijk zonder het materiële substraat te beschadigen.

5 kostenvoordelen

Laserreiniging is snel en efficiënt, waardoor u tijd bespaart. Hoewel de aanschaf van een laserreinigingssysteem een ​​relatief hoge eenmalige investering met zich meebrengt, garandeert het systeem een ​​stabiel gebruik op de lange- termijn met lage bedrijfskosten. Belangrijker nog is dat het eenvoudige automatisering mogelijk maakt.