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解決方案

動力電池陰極電泳塗裝中組分的激光剝離

星之球科技 來源:國際工業(ye) 激光2020-08-02 我要評論(0 )   

動力電池,即為(wei) 工具提供動力來源的電源,多指為(wei) 以電動汽車為(wei) 代表的電動交通工具提供動力的蓄電池。目前市場上常用的動力電池通常為(wei) 鋰電池,大容量鋰離子電池已在電動汽...

動力電池,即為(wei) 工具提供動力來源的電源,多指為(wei) 以電動汽車為(wei) 代表的電動交通工具提供動力的蓄電池。


目前市場上常用的動力電池通常為(wei) 鋰電池,大容量鋰離子電池已在電動汽車中試用,是目前電動交通工具的主要動力電源之一,同時還在人造衛星、航空航天和儲(chu) 能等各方麵得到應用。其生產(chan) 製造過程主要包括:極片製造、電芯製作以及電池組裝三部分。


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旋轉光學器件可去除直徑圓柱體(ti) 的內(nei) 表麵的陰極浸漆


目前,激光清洗工藝已經被用於(yu) 3個(ge) 主要的動力電池生產(chan) 製程中,並極大提高了電池製造工藝水平。其主要過程如下:


極片塗覆前激光清洗


鋰電池的正負極片是在金屬薄帶上塗覆鋰電池正負極材料而成,金屬薄帶在塗覆電極材料時,需要對金屬薄帶進行清洗。金屬薄帶一般為(wei) 鋁薄或銅薄,原來的濕式乙醇清洗,容易對鋰電池其他部件造成損傷(shang) 。激光清洗,因其屬於(yu) 幹式清洗的一種,無需受到化學成份二次汙染,所以能夠有效解決(jue) 以上問題。


電池焊接前激光清洗


用脈衝(chong) 激光直接輻射去汙,使其表麵溫度升高而發生熱膨脹,熱膨脹使汙染物或者基底振動,從(cong) 而使汙染物克服表麵吸附力脫離基底表麵以達到去除物體(ti) 表麵汙漬的目的。這種方式可以有效地去除電芯極柱端麵的汙物、粉塵等,為(wei) 電池焊接提前做準備,以減少焊接的不良品。


電池組裝過程中激光清洗


為(wei) 了防止鋰電池發生安全事故,一般需要對鋰電池電芯進行外貼膠處理,以起到絕緣的作用,防止短路的發生以及保護線路、防止刮傷(shang) 。對絕緣板、端板進行激光清洗,清潔電芯表麵髒汙,粗化電芯表麵,提高貼膠或塗膠的附著力,且清洗後不會(hui) 產(chan) 生有害汙染物,照比傳(chuan) 統化學腐蝕清洗法而言,屬於(yu) 環保的綠色清洗辦法,在當下海內(nei) 外環保要求越來越嚴(yan) 苛的情況下越發顯出其重要性。


在上述工藝中,作為(wei) 動力電池生產(chan) 環節不可或缺的部分,尤其是在當前動力電池的生產(chan) 過程越來越傾(qing) 向於(yu) 自動化、智能化的趨勢下,能否一次性讓托盤的加工到位,對動力電池的產(chan) 能、品質、一次合格率的提升起到了非常關(guan) 鍵的作用。一方麵托盤對精度、高溫、腐蝕等性能有更高的要求;另一方麵,隨著電池從(cong) 前端電芯入殼開始,到封裝成組,托盤作為(wei) 產(chan) 線最重要的工裝夾具,始終貫穿著整個(ge) 工藝流程。


德國4JETTechnologiesGmbH在2019年的parts2clean(德國斯圖加特工業(ye) 部件清洗技術展覽會(hui) )上展示了其不斷增長的自動化和手持式激光清潔係統產(chan) 品組合。據介紹,4JETTechnologiesGmbH當前的應用重點是對塗有陰極塗裝的組件進行激光噴漆剝離,例如電動汽車的電池托盤。


在動力電池需要清潔的金屬表麵的那些區域中,通常會(hui) 在浸塗之前對這種尺寸為(wei) 幾平方米的部件進行遮罩。這個(ge) 過程通常包括需要藏起在動力電池托盤上焊接或膠粘的接頭痕跡。


在某些情況下,每個(ge) 動力電池組件要用10m以上的膠帶手動粘貼或使用複雜的機器人係統粘貼,並需要在塗漆後不久將其清除並丟(diu) 棄。


因此,該過程昂貴並且浪費了寶貴的資源。不適當的塗覆也會(hui) 導致殘留化學物,並使陰極塗裝也變得不穩定。業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家估計,在某些情況下,遮罩和相關(guan) 廢料零件的成本將占油漆總成本的20%以上。


激光的使用完全消除了塗覆的需要:首先將組件完全塗上油漆,然後在各個(ge) 區域中用脈衝(chong) 激光將其剝離。無需通過研磨劑或濕化學藥品的加工處理,非接觸式和幹式激光清潔就可讓金屬產(chan) 生清潔的表麵。該激光清洗係統在加工過程中產(chan) 生的灰塵會(hui) 被局部吸走,無需進一步加工即可安裝組件。


4JET提供廣泛的激光清洗解決(jue) 方案,可用於(yu) 動力電池陰極塗裝的脫漆,也可用於(yu) 其他清潔應用,例如:金屬上的接頭製備、除油和除鏽或模具清潔。


除了在市場上建立了兩(liang) 年的JETLASER係列手持式柔性激光表麵處理係統外,4JET還在不斷推廣其SCANYWHERe係列的新型全自動清潔模塊。借助新技術套件,4JET可以滿足不斷增長的大麵積清潔和複雜零件加工市場(如電動汽車行業(ye) )的需求。


SCANYWHERe係列的新型全自動清潔模塊解決(jue) 方案的核心組件是功率範圍從(cong) 幾百W到目前的2kW的脈衝(chong) 光纖導引激光器,一個(ge) 2D振鏡掃描儀(yi) 和一個(ge) 關(guan) 節臂機器人。其自動化的核心是該公司新的SCANYWHERe軟件解決(jue) 方案。


通過該軟件解決(jue) 方案,操作員隻需單擊幾下即可在組件的3D-CAD模型中定義(yi) 要清潔的區域和預期的處理策略。SCANYWHERe軟件生成對激光源,機器人的路徑規劃以及掃描策略的集成控製。自動確保恒定處理結果所需的參數,例如聚焦位置,脈衝(chong) 重疊和進給速度。


脈衝(chong) 光和聚焦光在要進行處理的表麵上需要滿足多個(ge) 能量密度和MW範圍內(nei) 的峰值功率。瞬時施加能量常常意味著能量無法消散,並且可能實際上隻在很小的區域內(nei) 噴出了塗層,使表麵處理效果不甚理想。4JET的解決(jue) 方案衝(chong) 擊麵積與(yu) 表麵上激光束斑的大小相對應。穿透深度取決(jue) 於(yu) 應用,每個(ge) 脈衝(chong) 隻有幾微米。通過每秒重複執行此過程數萬(wan) 次,可以逐脈衝(chong) 逐步清潔表麵。使用光學掃描係統,激光束光斑並排放置,從(cong) 而能處理更大的連續區域。


與(yu) 特殊激光機器構造中的經典方法不同,在特殊激光機器構造中,特定組件處理解決(jue) 方案通過軸係統和經典PLC或CNC控製來實現,而SCANYWHERe在重新定義(yi) 特殊係統時節省了開發工作,並顯著減少了轉換為(wei) 新係統所需的工作運行期間的組件幾何形狀。

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