Nettoyage au laser des plaques d'électrodes des batteries au lithium : améliorez l'efficacité et la qualité de la production de véhicules électriques

Le nettoyage au laser est salué comme « la technologie de nettoyage écologique présentant le plus grand potentiel de développement au 21e siècle ». Il est capable de modifier la structure des grains et l’orientation de la surface du substrat sans causer de dommages. En outre, il permet de contrôler la rugosité de la surface, améliorant ainsi les performances globales de la surface du substrat. Le nettoyage au laser est salué comme « la technologie de nettoyage écologique présentant le plus grand potentiel de développement au 21e siècle ». Il est capable de modifier la structure des grains et l’orientation de la surface du substrat sans causer de dommages. De plus, il permet de contrôler la rugosité de la surface, améliorant ainsi les performances globales de la surface du substrat.

Avec l’accélération de l’industrialisation et l’avancée constante des objectifs « Dual Carbon » (pic carbone et neutralité carbone), le nettoyage laser remplace progressivement les procédés de nettoyage traditionnels dans de nombreux secteurs. Elle est devenue de plus en plus une technologie de fabrication d'équipements indispensable dans les domaines de fabrication haut de gamme tels que l'industrie générale, la défense, la construction navale et l'aérospatiale.

Le concept de nettoyage au laser est né au milieu des années 80. Son principe repose sur les caractéristiques des faisceaux laser, telles qu'une densité d'énergie élevée, une direction contrôlable et une forte capacité de focalisation. Ces propriétés permettent au laser d'interagir avec les polluants fixés sur le substrat de la pièce-tels que les taches d'huile, les taches de rouille, les résidus de poussière, les revêtements, les couches d'oxyde ou les films, les provoquant ainsi à se séparer du substrat par des mécanismes tels que la dilatation thermique instantanée, la fusion et la volatilisation des gaz.

L'ensemble du processus de nettoyage au laser est complexe et peut être grossièrement divisé en vaporisation/décomposition au laser, ablation au laser, dilatation thermique des particules de contaminants, vibration de la surface du substrat et détachement des contaminants. Actuellement, des méthodes telles que le nettoyage par ablation laser, le nettoyage laser assisté par film liquide-et le nettoyage laser par ondes de choc sont disponibles. Ces méthodes peuvent nettoyer de manière stable et efficace diverses surfaces de substrats ordinaires, notamment les métaux, les alliages, le verre et divers matériaux composites.

Avantages comparatifs de la technologie de nettoyage laser

Actuellement, le nettoyage au laser est devenu une méthode principale de traitement de surface des batteries et est largement utilisé dans les trois principaux processus de production des batteries de puissance : la fabrication de plaques d'électrodes, la fabrication de cellules et l'assemblage de batteries. En utilisant des sources laser, des têtes de nettoyage et un logiciel de contrôle via un contrôle intégré par ordinateur, cette technologie améliore considérablement le niveau de technologie de fabrication des batteries.

1. Nettoyage au laser des plaques d’électrodes

Lors du revêtement des matériaux d'électrode sur les collecteurs de courant positif et négatif, les feuilles métalliques doivent être nettoyées. Le collecteur de courant positif commun est une feuille d'aluminium, tandis que le collecteur de courant négatif est une feuille de cuivre. Pour garantir la stabilité des collecteurs de courant à l'intérieur de la batterie, la pureté des deux matériaux doit être supérieure à 98 %.

Le nettoyage traditionnel à l’éthanol humide peut facilement endommager d’autres composants des batteries au lithium. L'utilisation du nettoyage laser pour les feuilles métalliques améliore non seulement l'efficacité du processus de nettoyage et préserve les ressources de nettoyage, mais établit également -une surveillance en temps réel des données du processus de nettoyage et une évaluation quantitative des résultats de nettoyage, ce qui peut améliorer efficacement la cohérence de la production en série de plaques d'électrode.

2 Nettoyage au laser avant le soudage de la batterie

Ces dernières années, le soudage au laser est devenu un équipement standard sur les lignes de production de batteries de puissance et est largement utilisé dans le soudage des languettes de batteries de puissance, des broches d'étanchéité, des barres omnibus et des modules de batteries. Une surface propre et uniforme est une condition préalable fondamentale pour réaliser un soudage et un collage réussis et durables. Par conséquent, effectuer un traitement de surface sur les zones de soudage avant le soudage pour éliminer les contaminants des joints de soudure peut améliorer efficacement la qualité du soudage et réduire les coûts.

Comparaison du nettoyage des terminaux

Le nettoyage au laser est appliqué dans les processus de nettoyage pour sceller les broches et les plaques d'adaptation au niveau de la cellule, les barres omnibus et les bornes au niveau du module, ainsi que les films bleus à cellule unique, le silicone et les revêtements. Il élimine efficacement les contaminants, la poussière et autres débris de diverses surfaces d'extrémité, servant ainsi de préparation au soudage des batteries et réduisant les défauts de soudage.

3 Nettoyage au laser pendant l'assemblage de la batterie

Pour éviter les accidents de sécurité impliquant les batteries au lithium, un ruban adhésif externe est souvent appliqué sur les cellules des batteries au lithium pour assurer l'isolation. Cela évite les courts-circuits, protège les lignes de circuit et évite les rayures.

Nettoyage des couches d'oxyde sur les joints de soudure du plateau de batterie

Le nettoyage au laser est appliqué aux cordons de soudure CMT sur les plateaux de batteries, aux revêtements électrophorétiques sur les couvercles supérieurs des batteries, aux couches d'oxyde le long des pistes de mastic sur les boîtiers de batteries et aux couches d'oxyde sur les plaques de base de protection avant le soudage. Ce processus améliore l'adhérence pour l'application de ruban adhésif ou de mastic. Le processus de nettoyage ne générant aucun polluant nocif, cette méthode de nettoyage verte et respectueuse de l’environnement prend de plus en plus d’importance dans le contexte d’une conscience environnementale accrue.

1 Avantages environnementaux
Le nettoyage au laser est une méthode de nettoyage « verte » qui ne nécessite aucun agent chimique ni liquide de nettoyage. Les déchets éliminés sont constitués presque exclusivement de poudre solide, peu volumineuse, facile à stocker, recyclable, ne provoquant aucune réaction photochimique et ne générant aucune pollution. Il peut facilement résoudre les problèmes de pollution environnementale associés au nettoyage chimique. Souvent, un seul ventilateur d’extraction suffit pour traiter les déchets générés par le processus de nettoyage.

2 avantages en termes d'efficacité

Les méthodes de nettoyage traditionnelles sont souvent basées sur le contact-, exerçant une force mécanique sur la surface de l'objet à nettoyer, ce qui peut l'endommager. Alternativement, le produit de nettoyage peut adhérer à la surface de l’objet, devenant impossible à éliminer et provoquant une pollution secondaire. La nature non-abrasive et sans-contact du nettoyage laser, combinée à son absence d'effets thermiques, garantit que le substrat n'est pas endommagé, résolvant ainsi efficacement ces problèmes.

Système de nettoyage laser à feuille de batterie au lithium

3 avantages du contrôle

Les lasers peuvent être transmis via des fibres optiques et intégrés à des manipulateurs et des robots pour faciliter le fonctionnement à distance. Ils sont capables de nettoyer les zones difficiles d'accès avec les méthodes traditionnelles, garantissant ainsi la sécurité du personnel lorsqu'ils sont utilisés dans des environnements dangereux.

4 avantages pratiques

Le nettoyage au laser peut éliminer divers types de contaminants des surfaces de divers matériaux, atteignant ainsi un niveau de propreté inaccessible par les méthodes de nettoyage conventionnelles. De plus, il permet l’élimination sélective des contaminants de surface sans endommager le substrat.

5 avantages en termes de coûts

Le nettoyage au laser est rapide et efficace, ce qui permet de gagner du temps. Bien que l'achat d'un système de nettoyage laser implique un investissement initial-initial relativement élevé, le système garantit une utilisation stable à long terme-avec de faibles coûts d'exploitation. Plus important encore, cela facilite une automatisation facile.