Was ist der Laserreinigungsprozess für Lithiumbatterieelektroden?

Die Laserreinigung wird als „die vielversprechendste umweltfreundliche Reinigungstechnologie des 21. Jahrhunderts“ gefeiert. Es kann die Kornstruktur und Ausrichtung einer Substratoberfläche verändern, ohne diese zu beschädigen, und die Oberflächenrauheit steuern, wodurch die Gesamtleistung der Substratoberfläche verbessert wird. Mit der Beschleunigung der Industrialisierung und der stetigen Weiterentwicklung des „Dual Carbon“-Ziels ersetzt es nach und nach traditionelle Reinigungsverfahren in vielen Bereichen und ist zu einer unverzichtbaren Geräteherstellungstechnologie in High-End-Fertigungssektoren wie Industrie, Militär, Schiffbau und Luft- und Raumfahrt geworden.

Das Konzept der Laserreinigung entstand Mitte der 1980er Jahre. Sein Prinzip nutzt die hohe Energiedichte, steuerbare Richtung und starke Fokussierungsfähigkeit eines Laserstrahls, um mit Verunreinigungen wie Öl, Rost, Staub, Beschichtungen, Oxidschichten oder am Werkstücksubstrat haftenden Filmen zu interagieren. Diese Verunreinigungen werden durch sofortige Wärmeausdehnung, Schmelzen und Gasverflüchtigung vom Substrat getrennt.

Der gesamte Laserreinigungsprozess ist komplex und kann grob in Zersetzung durch Laserverdampfung, Lasertrennung, thermische Ausdehnung von Schadstoffpartikeln, Vibration der Substratoberfläche und Schadstoffablösung unterteilt werden. Derzeit gibt es Laserablations-Reinigungsverfahren, flüssigkeitsfilmunterstützte Laserreinigungsverfahren und Laser-Stoßwellen-Reinigungsverfahren, mit denen verschiedene reguläre Substratoberflächen, einschließlich Metalle, Legierungen, Glas und verschiedene Verbundmaterialien, stabil und effektiv gereinigt werden können.

Derzeit ist die Laserreinigung zu einer wichtigen Methode zur Oberflächenbehandlung von Batterien geworden und wird häufig in den drei Hauptprozessen der Batterieproduktion eingesetzt: Elektrodenherstellung, Zellenherstellung und Batteriemontage. Durch den Einsatz von Lasern, Reinigungsköpfen und Steuerungssoftware sowie die Integration der Computersteuerung wird das Niveau des Batterieherstellungsprozesses erheblich verbessert.

• Reinigung von Elektrodenlasern

Bei der Beschichtung von Elektrodenmaterialien müssen die Metallstreifen der positiven und negativen Stromabnehmer gereinigt werden. Übliche positive Stromabnehmer sind Aluminiumfolie und negative Stromabnehmer sind Kupferfolie. Um die Stabilität der Stromkollektoren innerhalb der Batterie zu gewährleisten, muss die Reinheit beider über 98 % liegen. Bei der herkömmlichen Nassreinigung mit Ethanol können andere Komponenten der Lithiumbatterie leicht beschädigt werden. Die Verwendung der Laserreinigung von Metallfolien verbessert nicht nur die Effizienz des Reinigungsprozesses und spart Reinigungsressourcen, sondern ermöglicht auch eine Echtzeitüberwachung der Reinigungsprozessdaten und eine quantitative Beurteilung der Reinigungsergebnisse, wodurch die Konsistenz der Chargenproduktion von Elektroden effektiv verbessert wird.

ACEY-G100WFaserlaser-Reinigungsmaschineist im Grunde ein sehr innovatives Verfahren, das vollkommen berührungslos-meistens mittels Faserlasern eingesetzt wird, um Rost, Oxide, Farbe und andere Beschichtungen von metallischen Oberflächen zu entfernen. Der große Vorteil besteht darin, dass die Eigenschaften des Materials dabei nicht verändert werden.

• Laserreinigung vor dem Batterieschweißen

In den letzten Jahren ist das Laserschweißen zur Standardpraxis in Produktionslinien für Leistungsbatterien geworden und wird häufig zum Schweißen von Leistungsbatterielaschen, Dichtungsnägeln, Stromschienen und Batteriemodulen eingesetzt. Eine saubere und gleichmäßige Oberfläche ist Grundvoraussetzung für erfolgreiches und dauerhaftes Schweißen und Kleben. Daher kann die Oberflächenbehandlung jedes Schweißteils vor dem Schweißen zur Entfernung von Verunreinigungen an der Schweißverbindung die Schweißqualität wirksam verbessern und die Kosten senken. Die Laserreinigung wird für den Reinigungsprozess von Dichtungsnägeln und Adapterplatten im Zellbereich sowie von Elektrodenpfosten, blauem Film, Silikon und der Beschichtung einzelner Zellen im Modulbereich eingesetzt. Es entfernt effektiv Schmutz und Staub von jeder Endfläche, bereitet die Batterie auf das Schweißen vor und reduziert die Zahl fehlerhafter Produkte.

• Laserreinigung während der Batteriemontage

Um Sicherheitsunfälle bei Lithiumbatterien zu verhindern, werden Lithiumbatteriezellen häufig mit Klebstoff beschichtet, um eine Isolierung zu gewährleisten, Kurzschlüsse zu verhindern, Schaltkreise zu schützen und Kratzer zu verhindern. Die Laserreinigung wird zum Reinigen von CMT-Schweißnähten an Batteriesatzträgern, Elektrotauchlackierung auf Batteriesatzabdeckungen, Oxidschichten auf Dichtungsbahnen des Batteriesatzgehäuses und Oxidschichten vor dem Schweißen auf schützenden Grundplatten eingesetzt. Dadurch wird die Haftung von Klebstoffen oder Beschichtungen verbessert und bei der Reinigung entstehen keine schädlichen Schadstoffe. In einem Umfeld zunehmender Umweltbedenken wird diese umweltfreundliche und umweltfreundliche Reinigungsmethode immer wichtiger.

Umweltvorteile: Die Laserreinigung ist eine „grüne“ Reinigungsmethode, die keine chemischen Mittel oder Reinigungslösungen erfordert. Der erzeugte Abfall besteht hauptsächlich aus festem Pulver, hat ein geringes Volumen, ist leicht zu lagern und wiederverwertbar. Es beinhaltet keine photochemischen Reaktionen und erzeugt keine Umweltverschmutzung. Es löst problemlos die Umweltverschmutzungsprobleme, die mit der chemischen Reinigung verbunden sind. Oft reicht ein einziger Abluftventilator aus, um den bei der Reinigung anfallenden Abfall zu beseitigen.

Wirksamkeitsvorteile: Bei herkömmlichen Reinigungsmethoden handelt es sich häufig um eine Kontaktreinigung, bei der eine mechanische Kraft auf die Oberfläche des zu reinigenden Objekts ausgeübt wird, wodurch die Oberfläche beschädigt wird oder das Reinigungsmedium an der Oberfläche haften bleibt, was zu einer sekundären Verschmutzung führt. Da die Laserreinigung nicht-abrasiv, berührungslos- und hitzefrei- ist, wird eine Beschädigung des Substrats vermieden und so diese Probleme gelöst.

Kontrollvorteile: Laser können über Glasfaser übertragen werden, was einen bequemen Fernbetrieb in Verbindung mit Roboterarmen und Robotern ermöglicht. Dies ermöglicht die Reinigung von Bereichen, die mit herkömmlichen Methoden schwer zu erreichen sind, und gewährleistet so die Sicherheit des Personals in gefährlichen Umgebungen.

Komfortvorteile: Die Laserreinigung kann verschiedene Arten von Verunreinigungen von den Oberflächen verschiedener Materialien entfernen und so einen Grad an Sauberkeit erreichen, der mit herkömmlichen Reinigungsmethoden nicht erreichbar ist. Darüber hinaus können Verunreinigungen gezielt von Materialoberflächen entfernt werden, ohne diese zu beschädigen.

Kostenvorteile: Die Laserreinigung ist schnell, effizient und -zeitsparend. Obwohl die Anfangsinvestition in ein Laserreinigungssystem höher ist, bietet das System einen langfristig stabilen Betrieb bei niedrigen Betriebskosten. Noch wichtiger ist, dass es leicht automatisiert werden kann.

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