3. Découpe au laser : le remplacement des pièces polaires par découpe au laser s'accélère à mesure que les cellules à haut débit augmentent les volumes de découpe des cosses/tôles
3.1 Avantages : précision supérieure et coûts d'exploitation inférieurs à ceux des outils de découpe, contribuant à améliorer l'efficacité et à réduire les coûts de production des batteries
La technologie de découpe au laser peut être utilisée dans le processus de fabrication des batteries au lithium pour la découpe des cosses, le refendage et le refendage du diaphragme. Par rapport à la découpe à l'emporte-pièce, la découpe au laser offre des avantages tels qu'une plus grande précision et des coûts d'exploitation réduits, ce qui contribue à réduire les coûts et l'efficacité de la production de batteries. La découpe conventionnelle provoque inévitablement de l'usure, de la poussière et des bavures, ce qui peut entraîner des problèmes dangereux tels que des surchauffes, des courts-circuits et même des explosions. Pour éviter les dangers causés par un traitement de mauvaise qualité des batteries au lithium, la découpe au laser est plus appropriée. Par rapport à la découpe mécanique traditionnelle, la découpe au laser offre les avantages d'une absence d'usure physique, de formes de découpe flexibles, d'un contrôle de la qualité des bords, d'une plus grande précision et de coûts d'exploitation réduits, ce qui contribue à réduire les coûts de fabrication, à augmenter l'efficacité de la production et à raccourcir considérablement les cycles de découpe pour Nouveaux produits.
3.2 Découpe des cosses : la découpe laser est la technologie dominante, la vitesse de déroulement et le contrôle de la tension sont les principaux points de concurrence
La formation d'ergots au laser est désormais une technologie courante où les paramètres de processus, le système de contrôle et la conception de la station de coupe déterminent la vitesse et la qualité de la coupe. Traditionnellement, la découpe mécanique a été utilisée pour former les pattes. Le processus de découpe mécanique présente les limites d'une perte de matrice rapide, d'un long temps de changement de matrice, d'une faible flexibilité et d'une faible efficacité de production, qui a été de plus en plus incapable de répondre aux exigences de développement de la fabrication de batteries au lithium. En raison des nombreux avantages de la technologie de découpe au laser, avec la maturité des lasers nanosecondes de haute puissance et de haute qualité de faisceau et de la technologie à fibre continue monomode, la découpe des cosses au laser devient progressivement le courant dominant de la technologie de formage des cosses. Contrôle stable de la vitesse de déroulement, de la tension et de la position dans le sens de la largeur de la pièce polaire. La vitesse de déroulement précise et stable, le contrôle de la tension et de la déflexion sont la base d'une formation rapide et de haute qualité des oreilles polaires.
3.3 Découpe des poteaux : l'efficacité de la découpe traditionnelle est le goulot d'étranglement pour l'efficacité de la ligne de production, la technologie MOPA présente des avantages à la fois en termes de coût et de performances.
La qualité des produits découpés et découpés à l'emporte-pièce est instable ; l'énergie laser et la vitesse de déplacement de coupe sont les deux principaux paramètres du processus. Il existe trois manières de découper les poteaux : la découpe au disque, la découpe à l'emporte-pièce et la découpe au laser. Le refendage du disque et la découpe souffrent de l'usure de l'outil, ce qui peut entraîner des processus instables, entraînant une mauvaise qualité de coupe et une réduction des performances de la batterie. L'énergie du laser et la vitesse de déplacement de la coupe ont un impact énorme sur la qualité de la coupe. Lorsque la puissance du laser est trop faible ou que la vitesse de déplacement est trop rapide, la pièce polaire ne peut pas être coupée complètement, tandis que lorsque la puissance est trop élevée ou la vitesse de déplacement est trop faible, la zone d'action du laser sur le matériau devient plus grande et la la taille de la coupe est plus grande.
MOPA est une technique de modulation laser qui combine une puissance de crête élevée et une qualité de faisceau élevée de manière optimale. Le laser à fibre pulsé personnalisé spécial actuel pour la coupe de poteau peut atteindre une efficacité de coupe de ligne de 120 m/min, une bavure de coupe de moins de 7 μm, une zone affectée par la chaleur de moins de 50 μm et une fréquence variable, un temps de réponse de puissance variable de<10μs, which="" effectively="" reduces="" the="" quality="" problems="" caused="" by="" parameter="" changes="" at="" the="" corner="" joints.="" the="" mopa="" technology="" is="" a="" high="" power="" amplification="" of="" the="" seed="" light="" source="" by="" coupling="" the="" seed="" signal="" light="" and="" pump="" light="" with="" high="" beam="" quality="" into="" a="" double-clad="" fiber="" in="" a="" certain="">
La picoseconde est la meilleure option à long terme et le MOPA est actuellement l'option la plus rentable. Selon "l'analyse de la découpe au laser des pôles des cellules de puissance lithium-ion", outre la largeur d'impulsion, la fréquence de répétition, le modèle de faisceau et la longueur d'onde du laser ont également un impact sur la qualité de la découpe. Le laser picoseconde à largeur d'impulsion étroite et fréquence de répétition élevée est donc le laser idéal pour la découpe de feuilles d'aluminium et de cuivre. Cependant, la technologie picoseconde n'étant pas totalement mature, son prix reste élevé et il est difficile de la valoriser industriellement. Le laser MOPA avec une largeur d'impulsion relativement "étroite" est le laser le plus rentable pour couper des électrodes positives, et à mesure que sa largeur d'impulsion diminue et que sa fréquence augmente, ses applications deviendront de plus en plus prometteuses.
3.4 Découpe diaphragme : la découpe laser diaphragme est encore au stade de la mise en page et le contrôle de l'impact thermique est un problème difficile
La découpe de diaphragme est actuellement basée sur la découpe d'outils et il existe actuellement deux brevets pour la technologie de découpe au laser. Brevet 1: Selon le brevet "Une machine de découpe laser à diaphragme", le diaphragme est généralement coupé avec un coupe-diaphragme en acier. Le coupe-diaphragme est moins stable, le coupe-diaphragme doit être remplacé régulièrement, le coupe-diaphragme n'est pas efficace, il est facile à ébarber ou à boucler, la structure est complexe et il n'est pas facile à déboguer et à entretenir. Ces problèmes peuvent être résolus par la découpe au laser. Brevet 2: Selon le brevet "Équipement de découpe laser pour la production de diaphragme de batterie au lithium", le diaphragme enroulé par les deux unités d'enroulement de diaphragme est alternativement commuté par l'unité de découpe laser, qui réalise la fonction de coupe automatique et uniforme du diaphragme, évitant le phénomène de dépoudrage, de cueillette, de déchiquetage et de coupe ininterrompue pendant le processus de coupe, et facilitant l'utilisation pratique dans les lignes de production par lots.
Le contrôle de l'impact thermique reste un problème difficile et les lasers UV existent comme une alternative possible à la découpe traditionnelle. Les points de fusion des films PP et PE pour les séparateurs de batterie lithium-ion sont différents, avec des diaphragmes PE à environ 130 degrés et des diaphragmes PP à environ 160 degrés. Dans des domaines tels que le traitement de couches minces de matériaux non métalliques, les photons UV à haute énergie rompent directement les liaisons moléculaires à la surface des matériaux non métalliques, provoquant la rupture des molécules de l'objet, sans générer de réaction à haute température, et donc souvent appelé "traitement à froid". Dans le processus de découpe du diaphragme, qui est encore dominé par la découpe à l'emporte-pièce, le point de fusion inférieur du diaphragme rend difficile le contrôle de l'impact thermique de la découpe au laser, et le laser UV présente l'avantage du "traitement à froid" comme alternative au découpe traditionnelle.
3.5 Technologie de processus d'empilage : devrait entraîner une augmentation de la demande de découpe au laser.
La demande de découpe laser de cosses et de pièces polaires dans le processus d'empilement carré devrait augmenter. Dans la méthode de la pile carrée, parce que les électrodes positives et négatives sont isolées les unes des autres, chaque électrode est équipée d'une oreille, qui est ensuite soudée ensemble pour former les électrodes positives et négatives finales, mais dans la méthode d'enroulement, afin de réduire le nombre de couches, une seule oreille est ajustée à la fois, généralement la moitié du total. Sur la base de ce qui précède, nous jugeons que le processus de laminage double le nombre de cosses par rapport au processus d'enroulement et la demande de coupe de cosses dans le processus de laminage devrait augmenter, tandis que le processus de laminage nécessite une découpe multiple des laminations positives et négatives ( procédé de laminage thermique) et la demande de découpe de cosses augmentera également.
4. Autres applications : nettoyage laser, marquage laser
4.1 Nettoyage au laser : éviter les problèmes tels que le nettoyage des dommages et améliorer les processus de fabrication des batteries
Le nettoyage au laser des pôles avant le revêtement peut efficacement éviter les dommages causés par le nettoyage original à l'éthanol humide. Soudage des cellules avant le nettoyage au laser en utilisant l'expansion des vibrations de la chaleur du substrat laser pulsé pour surmonter l'adsorption de surface des contaminants du substrat pour obtenir l'effet de décontamination. Le nettoyage au laser des plaques isolantes et des plaques d'extrémité peut être effectué pendant le processus d'assemblage de la batterie pour nettoyer la surface sale des cellules, rendre rugueuse la surface des cellules et améliorer l'adhérence de la pâte ou du revêtement de colle. Avant le revêtement des électrodes : les électrodes positives et négatives des batteries Li-ion sont recouvertes de matériaux positifs et négatifs de batterie Li-ion sur une fine bande métallique, qui doit être nettoyée lors du revêtement des matériaux d'électrode. La machine de nettoyage au laser peut résoudre efficacement les problèmes ci-dessus.
La dilatation thermique fait vibrer le contaminant ou le substrat, amenant ainsi le contaminant à surmonter la force d'adsorption de surface et à se détacher de la surface du substrat, éliminant ainsi la tache de la surface de l'objet. Cette méthode élimine efficacement la saleté, la poussière, etc. des surfaces d'extrémité des électrodes et prépare la batterie pour le soudage, réduisant ainsi le soudage défectueux. Processus d'assemblage de la batterie : Afin de prévenir les accidents de sécurité dans les batteries au lithium, il est généralement nécessaire d'appliquer un traitement adhésif sur les cellules de la batterie au lithium afin de jouer le rôle d'isolation, d'éviter les courts-circuits et de protéger le câblage et d'éviter les rayures. Le nettoyage au laser des panneaux isolants et des plaques d'extrémité nettoie la surface du noyau, rend la surface du noyau rugueuse et améliore l'adhérence de l'adhésif ou du revêtement de colle, et ne produit pas de polluants nocifs après le nettoyage, ce qui est une méthode de nettoyage écologique respectueuse de l'environnement, qui prend de plus en plus d'importance dans la grande préoccupation mondiale pour la protection de l'environnement.
4.2 Marquage laser au laser : possibilités de suivi des informations plus efficaces et plus sûres pour les cellules de puissance
Les inconvénients de la technologie de marquage traditionnelle sont évidents. Il existe plusieurs techniques de marquage traditionnelles, à savoir le marquage par jet d'encre, le marquage par gravure à l'aiguille d'acier, le marquage par autocollant, etc., mais toutes ces méthodes présentent des défauts de processus correspondants. Par exemple, le marquage à jet d'encre nécessite des consommables, après la pulvérisation, l'encre n'est pas sèche car d'autres processus auront la possibilité de perte de couleur, etc.; la vitesse de gravure de l'aiguille en acier est lente, l'efficacité du traitement est faible, etc., ainsi l'émergence d'une nouvelle technologie est la technologie de marquage au laser.
Deuxièmement, la sécurité a été améliorée à des degrés divers. Afin de mieux contrôler la qualité des produits et de retracer l'ensemble des informations de production des batteries au lithium, y compris les informations sur les matières premières, le processus et la technologie de production, les lots de produits, les fabricants et les dates, les informations clés doivent être stockées dans le code QR et marquées sur la batterie. La technologie de codage à jet d'encre traditionnelle est sujette aux frottements et à la perte d'informations au fil du temps, tandis que le marquage au laser est permanent, anti-contrefaçon, très précis, résistant à l'usure, sûr et fiable, et peut fournir la meilleure solution pour le suivi de la qualité des produits.
