リチウムイオン電池電極レーザー洗浄プロセス

レーザー洗浄の原理は、エネルギー密度が大きく、方向を制御でき、収束能力が強いレーザービームの特性を利用することです。レーザーは、ワークピースのベースに付着した油汚れ、錆び、ほこりの残留物、コーティング、酸化物層またはフィルム層などの汚染物質と相互作用し、瞬間的な熱膨張、溶融、ガス揮発などの形でワークピースのベースから分離されます。レーザー洗浄プロセス全体は複雑で、レーザー気化分解、レーザー解剖、汚染粒子の熱膨張、基板表面の振動、汚染物質の剥離に大まかに分けることができます。現在、レーザーアブレーション洗浄法、液体フィルム支援レーザー洗浄法、レーザー衝撃波洗浄法があり、金属、合金、ガラス、さまざまな複合材料を含むさまざまな規則的な基板表面を安定して効果的に洗浄できます。

リチウムイオン電池製造におけるレーザー洗浄の応用

現在、レーザー洗浄はバッテリー表面処理の主な手段となり、電極製造、バッテリーセル製造、バッテリー組み立ての3つの主要な動力バッテリー製造プロセスで広く使用されています。レーザー、洗浄ヘッド、制御ソフトウェア、コンピューター統合制御を使用することで、バッテリー製造技術のレベルが大幅に向上しました。

電極レーザー洗浄

正極集電体と負極集電体に電極材料を塗布する際、金属箔を洗浄する必要があります。一般的な正極集電体はアルミ箔、負極集電体は銅箔です。電池内部の集電体の安定性を確保するため、両方の純度は 98% 以上である必要があります。

従来の湿式エタノール洗浄は、リチウム電池の他の部品に損傷を与えやすい。レーザーを使用して金属箔を洗浄すると、洗浄プロセスの効率が向上するだけでなく、洗浄リソースを節約できます。さらに、洗浄プロセスデータのリアルタイム監視と洗浄結果の定量的判定を確立することで、電極バッチ生産の一貫性を効果的に向上させることができます。

バッテリー溶接前のレーザー洗浄

近年、レーザー溶接はパワーバッテリー生産ラインの標準機能となり、パワーバッテリータブ、シーリングネイル、バスバー、バッテリーモジュールなどの溶接に広く使用されています。きれいで均一な表面は、溶接と接合を成功させ、耐久性を高めるための必須の前提条件です。したがって、溶接前に各溶接部品の表面処理を行い、溶接接合部の汚染物質を除去すると、溶接品質を効果的に向上させ、コストを削減できます。

ターミナル洗浄の比較

レーザー洗浄は、シーリングネイル、アダプターシート、端子、単セルブルーフィルム、単セルシリカゲル、単セルコーティングの洗浄工程で使用され、各端面から汚れやほこりなどを効果的に除去し、事前にバッテリー溶接の準備を整え、溶接不良品を減らします。

バッテリー組み立て時のレーザー洗浄

リチウム電池の安全事故を防ぐために、リチウム電池セルは絶縁性を提供し、短絡を防ぎ、回路を保護し、傷を防ぐために外側に接着されることがよくあります。

バッテリートレイ溶接部の酸化層の洗浄

バッテリーパックトレイの CMT 溶接部、バッテリーパックの上部カバーの電気泳動塗料、バッテリーパックボックスのシーラントトラックの酸化物層、および溶接前の保護底板の酸化物層に対してレーザー洗浄が行われます。接着剤や糊の接着性が向上し、洗浄後に有害な汚染物質が発生しません。

レーザー洗浄の利点

環境上の利点

レーザー洗浄は「グリーン」な洗浄方法です。化学薬品や洗浄液を使用する必要はありません。洗浄された廃棄物は基本的に固体粉末です。サイズが小さく、保管しやすく、リサイクル可能で、光化学反応がなく、汚染を引き起こしません。化学洗浄によって引き起こされる環境汚染問題を簡単に解決できます。多くの場合、排気ファンは洗浄によって発生する廃棄物の問題を解決できます。

効果の優位性

従来の洗浄方法は接触洗浄であることが多く、洗浄対象物の表面に機械的な力を加え、対象物の表面を損傷します。あるいは、洗浄媒体が洗浄対象物の表面に付着して除去できず、二次汚染を引き起こします。レーザー洗浄の非研磨性、非接触性、非熱効果は、基板を損傷しません。

制御可能な利点

レーザーは光ファイバーで伝送され、ロボットハンドやロボットと連携して長距離操作を容易にします。従来の方法では届きにくい部分の清掃も可能で、危険な場所で使用する場合も人員の安全を確保できます。

利便性の利点

レーザー洗浄は、さまざまな材料の表面からさまざまなタイプの汚染物質を除去し、従来の洗浄では達成できないレベルの清浄度を実現します。また、材料の表面を傷つけることなく、材料表面の汚染物質を選択的に洗浄することもできます。

コスト優位性

レーザー洗浄は高速かつ効率的で、時間を節約できます。レーザー洗浄システムを購入する際の初期投資は高額ですが、洗浄システムは長期間安定して使用でき、運用コストが低く、さらに重要なことに、自動化操作を簡単に実現できます。