Como uma indústria estratégica -emergente -chave em meu país, a nova energia tem uma prioridade de mercado mais alta do que outras indústrias de manufatura tradicionais. A combinação perfeita de tecnologia de aplicação a laser e novas baterias de veículos energéticos pode fortalecer e complementar a cadeia de suprimentos, melhorando significativamente a tecnologia do processo de produção de novas baterias de veículos elétricos energéticos, acelerando assim a meta de desenvolvimento de "nova industrialização".
O filme na superfície das novas baterias de energia energética, também conhecida como separador, filme anti-adesão ou filme de proteção, vem em vermelho, verde, azul e preto e é dividido em filmes de lançamento unilateral e dupla face. Serve como um material isolante entre as células da bateria e também fornece excelente proteção, impedindo que as células da bateria individuais afetem outras células devido a várias falhas. Sua força de ligação superficial pode atingir 1,9 MPa. No entanto, produtos defeituosos podem ocorrer durante a ligação e, para reduzir os custos de produção, é necessário descascar e reaplicar o filme. No entanto, devido à alta força de ligação da superfície, é necessário reduzir a força de ligação antes da descamação. Este artigo descreve principalmente a pesquisa sobre o tratamento eficiente do filme de bateria de energia usando o laser da série Raycus Flagship P1000H-P.
Atualmente, os métodos tradicionais de limpeza de filmes separadores são divididos principalmente em remoção úmida e remoção mecânica.
A remoção de filme do separador de animais úmidos envolve imersão da bateria em água morna por um período de tempo. Uma vez que a força adesiva do filme do separador diminui, o filme de separador de animais circundante é removido manualmente. Esse método é de baixo custo, mas a eficiência do retrabalho também é baixa. Além disso, a redução da força adesiva é limitada e há uma quantidade significativa de resíduos após a remoção do filme, exigindo uma extensa assistência manual.
A remoção mecânica do filme azul-animal de estimação normalmente envolve o uso de grânulos de gelo seco de alta velocidade para impactar o filme do separador de animais de estimação em torno da concha de alumínio, removendo-o diretamente ao jato. Este método tem a vantagem de remover diretamente o filme separador, reduzindo a intervenção manual. No entanto, suas desvantagens são seu alto custo e a produção de poeira alta, que é ecológica.
A limpeza a laser, por outro lado, oferece vantagens como simpatia ambiental, danos mínimos de limpeza, alta eficiência, operação automatizada e baixos custos operacionais. Portanto, seu uso no novo campo de bateria de energia está aumentando.
Laser P1000H-P principal
Tamanho pequeno, peso leve, mais fácil de integrar e transportar. Comparado com o laser P1000, o volume é reduzido em 60% e o peso é reduzido em mais de 40%. O módulo único pico alto pico de 1000w nanossegundo laser de fibra de pulso de pulso adota a tecnologia de fonte de semente de largura de pulso estreita e atinge indicadores de parâmetros técnicos de potência média maior que ≥1000W e potência de pico maior que 1,5MW após o estágio de pré-amplificação de fibra (incluindo vários estágios) e estágio de amplitude de fibra. (Introdução ao produto Clique: Uma imagem para entender o laser P1000H-P)
Nota: A largura do pulso é de 40ns, a largura fixa do pulso e a potência de pico atinge 1,5 mW.
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(1) Materiais experimentais
Este experimento utiliza filme azul de liberação dupla e verso convencional com uma espessura de 110μm, filme preto de liberação dupla face com uma espessura de 120μm e filme preto de liberação dupla face transparente com uma espessura de 100μm. Os materiais experimentais são mostrados na Tabela 1.
(2) parâmetros e resultados de teste
um. Filme azul de liberação dupla face
Figura 1: Resultados da limpeza do filme azul de liberação dupla face
(A imagem esquerda mostra tratamentos a 650W e 500W Power, e a imagem certa mostra tratamentos a 400W e Power de 650W repetido)
Os parâmetros de modificação do laser acima resultaram em uma eficiência de tratamento de 65 cm²/s. Os tratamentos foram realizados em três níveis diferentes de potência. O filme azul mostrou a menor viscosidade após o tratamento a 650W, enquanto os outros tratamentos também eram relativamente fáceis de rasgar à mão, com forças de tração menos que 10N. A 400W, praticamente não havia marcas de tratamento a laser na superfície, enquanto a 650W era mais perceptível. Os parâmetros ideais de tratamento foram: potência de 500W, largura do pulso de 40ns e frequência de 25kHz.
b. Filme preto de liberação dupla face
Figura 2: Remoção de filme de liberação preta de dupla face
(Imagem esquerda mostra os resultados do tratamento da superfície da concha de alumínio; a imagem direita mostra a força de puxar o filme após a remoção)
Os parâmetros do laser acima, a uma taxa de processamento de 23 cm²/s, uma largura de pulso de 40 ns e uma potência de 900 W, são suficientes para remover o filme preto da superfície, deixando apenas um filme amarelo claro. O filme amarelo claro pode ser facilmente arrancado em uma peça. O teste de força de tração mostrou menos de 5N e o filme amarelo claro foi efetivamente removido. A superfície da concha de alumínio é lisa e livre de resíduos, e o filme amarelo não é aderido à superfície.
c. Filme de lançamento preto de dupla face (transparente)
Figura 3: Resultados de remoção de filme de liberação preta (transparente) de dupla face (transparente)
(A imagem esquerda mostra o tratamento da superfície de uma concha de alumínio e a imagem certa mostra o tratamento de ângulo R da concha de alumínio)
Os parâmetros do laser acima, com uma eficiência de processamento de 10,2 cm²/s, uma largura de pulso de 40 ns e uma potência de 800 W, são suficientes para remover o filme preto da superfície, deixando um filme amarelo claro. A energia excessiva resulta em filme amarelo menos claro, aumento da viscosidade e aumento da dificuldade na remoção. Além disso, pequenas partículas podem se apegar à superfície da concha de alumínio durante a limpeza da mão e permanecer. Como pode ser visto nas imagens acima, o laser da série P1000H-P pode efetivamente remover o filme de liberação preto (transparente) de dupla face (transparente), tanto na superfície quanto no ângulo R da concha de alumínio. Ele efetivamente remove o filme amarelo claro, deixando a superfície da concha de alumínio lisa e livre de resíduos, sem adesão do filme amarelo. Os parâmetros ideais de processamento são: potência de 800 W, largura de pulso de 40 ns e frequência de 20 kHz.
A temperatura e rugosidade máxima durante o processamento são mostradas na figura a seguir para cada camada.
Temperatura máxima durante o processamento de filme de liberação azul dupla face
Temperatura máxima durante o processamento de filme de liberação preta dupla face
Temperatura máxima durante o processamento de filme de liberação preta dupla face (transparente)
A temperatura geral de processamento não excede 60 ° C. Devido à maior eficiência, a temperatura máxima durante o processamento de filme de liberação azul dupla face não excede 35 ° C. A temperatura máxima durante o processamento do filme de liberação preta de dupla face (transparente) é de 58,5 ° C, atendendo aos requisitos correspondentes.
A rugosidade do filme azul após o tratamento
A rugosidade do filme preto após o tratamento
A rugosidade do filme preto (transparente) após o tratamento
Como pode ser visto a partir dos dados da figura, o valor de AR do filme azul de liberação dupla face é de 0,58μm, o valor de AR do filme preto de liberação dupla face é de 0,72μm e o valor de RA do filme preto de liberação dupla (transparente) é de 0,84μm. O valor da rugosidade é menor que 1μm, que atende aos requisitos.
04 Resumo do caso
(1) Laser P1000H-P da Raycus Flagship Série P1000H-P com lente F254 pode realizar a modificação do filme da bateria de energia. Entre eles, o filme azul de liberação dupla face tem a maior eficiência de processamento, que pode atingir 65cm2/s. O filme preto de liberação dupla face (transparente) tem a menor eficiência de processamento, que atinge 10,2cm2/s. O filme preto de liberação dupla face fica no meio, com uma eficiência de 23cm2/s.
(2) O efeito de modificação do laser no filme azul é diferente daquele no filme preto. Seja na superfície ou no canto R da borda da concha de alumínio, o laser da série P1000H-P pode remover o filme preto, mantendo a camada de filme amarelo claro. A camada de filme amarelo claro é retirado significativamente e a superfície da concha de alumínio é lisa e livre de resíduos. O filme azul modificado muda apenas a viscosidade e o filme azul não é removido diretamente.
(3) A temperatura geral do processo de tratamento não excede 60 ℃, e a rugosidade é inferior a 1μm. Entre eles, a temperatura máxima do filme azul de liberação dupla face não excede 35 ℃ devido à sua maior eficiência, e a rugosidade é de 0,58μm. A temperatura máxima do filme preto de liberação dupla face (transparente) é de 58,5 ℃, e a rugosidade é de 0,84μm, o que também atende aos requisitos.
Como parceiro estratégico da Raycus, promovemos vigorosamente esse tipo de aplicações avançadas a laser
