Limpeza a laser para placas de eletrodos de baterias de lítio: aumente a eficiência e a qualidade na produção de veículos elétricos

A limpeza a laser é aclamada como “a tecnologia de limpeza verde com maior potencial de desenvolvimento no século 21”. É capaz de alterar a estrutura dos grãos e a orientação da superfície do substrato sem causar danos. Além disso, permite o controle da rugosidade da superfície, melhorando assim o desempenho abrangente da superfície do substrato. A limpeza a laser é aclamada como "a tecnologia de limpeza verde com maior potencial de desenvolvimento no século XXI". É capaz de alterar a estrutura dos grãos e a orientação da superfície do substrato sem causar danos. Além disso, permite o controle da rugosidade da superfície, melhorando assim o desempenho abrangente da superfície do substrato.

Com a aceleração da industrialização e o avanço constante dos objetivos do “Carbono Duplo” (pico de carbono e neutralidade de carbono), a limpeza a laser está gradualmente a substituir os processos de limpeza tradicionais em muitos setores. Ela tem se tornado cada vez mais uma tecnologia de fabricação de equipamentos indispensável em áreas-de fabricação de ponta, como indústria em geral, defesa, construção naval e aeroespacial.

O conceito de limpeza a laser surgiu em meados da{3}}década de 1980. Seu princípio depende das características dos feixes de laser, como alta densidade de energia, direção controlável e forte capacidade de foco. Essas propriedades permitem que o laser interaja com poluentes fixados no substrato da peça,-como manchas de óleo, manchas de ferrugem, resíduos de poeira, revestimentos, camadas de óxido ou filmes, fazendo com que eles se separem do substrato por meio de mecanismos como expansão térmica instantânea, fusão e volatilização de gás.

Todo o processo de limpeza a laser é complexo e pode ser dividido em vaporização/decomposição a laser, ablação a laser, expansão térmica de partículas contaminantes, vibração da superfície do substrato e desprendimento de contaminantes. Atualmente, estão disponíveis métodos como limpeza por ablação a laser, limpeza a laser-assistida por filme líquido e limpeza por ondas de choque a laser. Esses métodos podem limpar de forma estável e eficaz várias superfícies regulares de substratos, incluindo metais, ligas, vidro e vários materiais compósitos.

Vantagens comparativas da tecnologia de limpeza a laser

Atualmente, a limpeza a laser tornou-se o principal método para tratamento de superfície de baterias e é amplamente utilizada nos três principais processos de produção de baterias elétricas: fabricação de placas de eletrodos, fabricação de células e montagem de baterias. Ao empregar fontes de laser, cabeçotes de limpeza e software de controle por meio de controle integrado por computador, esta tecnologia aumenta significativamente o nível da tecnologia de fabricação de baterias.

1. Limpeza a laser de placas de eletrodos

Durante o revestimento de materiais de eletrodo em coletores de corrente positiva e negativa, as folhas metálicas precisam ser limpas. O coletor de corrente positiva comum é uma folha de alumínio, enquanto o coletor de corrente negativo é uma folha de cobre. Para garantir a estabilidade dos coletores de corrente dentro da bateria, a pureza de ambos os materiais deve estar acima de 98%.

A limpeza tradicional com etanol úmido pode facilmente causar danos a outros componentes das baterias de lítio. O uso da limpeza a laser para folhas metálicas não apenas melhora a eficiência do processo de limpeza e conserva os recursos de limpeza, mas também estabelece-o monitoramento em tempo real dos dados do processo de limpeza e a avaliação quantitativa dos resultados da limpeza, o que pode efetivamente melhorar a consistência da produção em massa de placas de eletrodos.

2 Limpeza a laser antes da soldagem da bateria

Nos últimos anos, a soldagem a laser tornou-se equipamento padrão em linhas de produção de baterias elétricas e é amplamente utilizada na soldagem de abas de baterias elétricas, pinos de vedação, barramentos e módulos de baterias. Uma superfície limpa e uniforme é um pré-requisito fundamental para obter soldagens e colagens bem-sucedidas e duráveis. Portanto, realizar tratamento de superfície nas áreas de soldagem antes da soldagem para remover contaminantes das juntas de solda pode efetivamente melhorar a qualidade da soldagem e reduzir custos.

Comparação de limpeza de terminal

A limpeza a laser é aplicada nos processos de limpeza de pinos de vedação e placas adaptadoras no estágio da célula, barramentos e terminais no estágio do módulo, bem como filmes azuis-de célula única, silicone e revestimentos. Ele remove eficazmente contaminantes, poeira e outros detritos de diversas superfícies finais, servindo como preparação para soldagem de bateria e reduzindo defeitos de soldagem.

3 Limpeza a laser durante a montagem da bateria

Para evitar acidentes de segurança envolvendo baterias de lítio, muitas vezes é aplicada fita adesiva externa nas células da bateria de lítio para fornecer isolamento. Isso evita curtos-circuitos, protege linhas de circuito e evita arranhões.

Limpeza de camadas de óxido nas costuras de solda da bandeja da bateria

A limpeza a laser é aplicada às costuras de solda CMT nas bandejas das baterias, aos revestimentos eletroforéticos nas tampas superiores das baterias, às camadas de óxido ao longo dos trilhos de selante nos alojamentos das baterias e às camadas de óxido nas placas de base protetoras antes da soldagem. Este processo melhora a adesão para aplicação de fita adesiva ou selante. Uma vez que o processo de limpeza não gera poluentes nocivos, este método de limpeza ecológico e ecológico está a tornar-se cada vez mais importante no contexto de uma maior consciência ambiental.

1 Vantagens Ambientais
A limpeza a laser é um método de limpeza “verde” que não requer quaisquer agentes químicos ou fluidos de limpeza. O resíduo retirado é composto quase inteiramente por pó sólido, de pequeno volume, fácil de armazenar, reciclável, não envolve reações fotoquímicas e não gera poluição. Pode resolver facilmente os problemas de poluição ambiental associados à limpeza química. Muitas vezes, um único exaustor é suficiente para tratar os resíduos gerados pelo processo de limpeza.

2 vantagens de eficácia

Os métodos de limpeza tradicionais geralmente são baseados em-contato, exercendo força mecânica na superfície do objeto que está sendo limpo, o que pode danificar a superfície. Alternativamente, o meio de limpeza pode aderir à superfície do objeto, tornando-se impossível de remover e causando poluição secundária. A natureza não-abrasiva e sem{4}}contato da limpeza a laser, combinada com a ausência de efeitos térmicos, garante que o substrato não seja danificado, resolvendo efetivamente esses problemas.

Sistema de limpeza a laser de folha de bateria de lítio

3 vantagens de controle

Os lasers podem ser transmitidos via fibras ópticas e integrados a manipuladores e robôs para facilitar a operação remota. Eles são capazes de limpar áreas de difícil acesso com métodos tradicionais, garantindo a segurança do pessoal quando utilizados em ambientes perigosos.

4 vantagens de conveniência

A limpeza a laser pode remover vários tipos de contaminantes das superfícies de diversos materiais, alcançando um nível de limpeza inatingível pelos métodos de limpeza convencionais. Além disso, permite a remoção seletiva de contaminantes superficiais sem danificar o substrato do material.

5 vantagens de custo

A limpeza a laser é rápida e eficiente, economizando tempo. Embora a compra de um sistema de limpeza a laser envolva um investimento inicial relativamente alto-, o sistema garante uso estável-de longo prazo com baixos custos operacionais. Mais importante ainda, facilita a automação.