3. القطع بالليزر: تسريع استبدال القطع بالليزر حيث تعمل الخلايا عالية السرعة على زيادة أحجام قطع العروة / الألواح
3.1 المزايا: دقة أعلى وتكاليف تشغيل أقل من أدوات القطع القالبي ، مما يساعد على تحسين الكفاءة وتقليل التكاليف في إنتاج البطاريات
يمكن استخدام تقنية القطع بالليزر في عملية تصنيع بطاريات الليثيوم لقطع العروة ، والحز ، وحز الحجاب الحاجز. مقارنةً بقطع القوالب ، يوفر القطع بالليزر مزايا مثل الدقة العالية وتكاليف التشغيل المنخفضة ، مما يساعد على تقليل التكاليف والكفاءة في إنتاج البطاريات. يؤدي قطع القوالب التقليدي حتماً إلى التآكل والغبار والنتوءات ، مما قد يؤدي إلى مشاكل خطيرة مثل ارتفاع درجة الحرارة وقصر الدائرة وحتى الانفجارات. لتجنب المخاطر التي تسببها المعالجة الرديئة لبطاريات الليثيوم ، فإن القطع بالليزر هو الأنسب. بالمقارنة مع القطع الميكانيكي التقليدي ، يوفر القطع بالليزر مزايا عدم التآكل المادي ، وأشكال القطع المرنة ، والتحكم في جودة الحواف ، ودقة أكبر ، وتكاليف تشغيل أقل ، مما يساهم في خفض تكاليف التصنيع ، وزيادة كفاءة الإنتاج ، ودورات قطع القوالب أقصر بكثير من أجل منتجات جديدة.
3.2 قطع العروة: القطع بالليزر هو التكنولوجيا السائدة ، وسرعة فك اللفة والتحكم في التوتر هي نقاط المنافسة الرئيسية
يعد تشكيل العروة بالليزر الآن تقنية سائدة حيث تحدد معلمات العملية ونظام التحكم وتصميم محطة القطع سرعة وجودة القطع. تقليديا ، تم استخدام القطع الميكانيكي لتشكيل العروات. عملية قطع القوالب الميكانيكية لها قيود على الفقد السريع للقالب ، ووقت تغيير القالب الطويل ، والمرونة الضعيفة وانخفاض كفاءة الإنتاج ، والتي أصبحت غير قادرة بشكل متزايد على تلبية متطلبات تطوير تصنيع بطارية الليثيوم. نظرًا للمزايا العديدة لتكنولوجيا القطع بالليزر ، مع نضج الطاقة العالية وأشعة الليزر عالية الجودة بتقنية النانو ثانية وتقنية الألياف المستمرة أحادية الوضع ، أصبح قطع العروة بالليزر الآن هو الاتجاه السائد لتقنية تشكيل العروة. سرعة فك اللفة ثابتة ، تحكم في التوتر والموضع في اتجاه عرض قطعة العمود. إن سرعة فك اللفة الدقيقة والمستقرة ، والتحكم في التوتر والانحراف هي الأساس لجودة عالية وسرعة تشكيل أذن قطب.
3.3 قطع العمود: كفاءة قطع القوالب التقليدية هي عنق الزجاجة لكفاءة خط الإنتاج ، تتمتع تقنية MOPA بمزايا التكلفة والأداء.
جودة شق القرص ومنتجات القطع بالقالب غير مستقرة ؛ تعد طاقة الليزر وسرعة حركة القطع من المعلمتين الرئيسيتين للعملية. هناك ثلاث طرق لقطع الأعمدة: قطع القرص ، قطع القوالب والقطع بالليزر. يعاني كل من حز القرص والقطع القالبي من تآكل الأدوات ، مما قد يؤدي إلى عمليات غير مستقرة ، مما يؤدي إلى ضعف جودة القطع وانخفاض أداء البطارية. طاقة الليزر وسرعة حركة القطع لها تأثير كبير على جودة القطع. عندما تكون طاقة الليزر منخفضة جدًا أو تكون سرعة الحركة سريعة جدًا ، لا يمكن قطع قطعة العمود تمامًا ، بينما عندما تكون الطاقة عالية جدًا أو تكون سرعة الحركة منخفضة جدًا ، تصبح منطقة عمل الليزر على المادة أكبر وتصبح حجم القطع أكبر.
MOPA هي تقنية تعديل بالليزر تجمع بين طاقة الذروة العالية وجودة الحزمة العالية بطريقة مثالية. يمكن أن يحقق ليزر الألياف النبضي الحالي المخصص الحالي للقطع بالأعمدة كفاءة قطع الخط تبلغ 120 مترًا / دقيقة ، وشفرة قطع أقل من 7 ميكرومتر ، ومنطقة متأثرة بالحرارة أقل من 50 ميكرومتر وتردد متغير ، ووقت استجابة متغير للطاقة يبلغ<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="">
Picosecond هو أفضل خيار طويل المدى و MOPA هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة حاليًا. وفقًا لـ "تحليل القطع بالليزر لأعمدة خلايا طاقة الليثيوم أيون" ، بالإضافة إلى عرض النبضة وتكرار التكرار ونمط الشعاع وطول موجة الليزر ، تؤثر أيضًا على جودة القطع. عرض النبضة الضيق ، ليزر بيكو ثانية ذو تردد التكرار العالي هو بالتالي الليزر المثالي لقطع رقائق الألمنيوم والنحاس. ومع ذلك ، نظرًا لأن تقنية البيكو ثانية ليست ناضجة تمامًا ، فلا يزال السعر مرتفعًا ومن الصعب الترويج لها صناعيًا. يعتبر ليزر MOPA ذو عرض النبضة "الضيق" نسبيًا هو الليزر الأكثر فعالية من حيث التكلفة لقطع الأقطاب الكهربائية الموجبة ، ومع انخفاض عرض النبضة وزيادة التردد ، ستصبح تطبيقاته واعدة أكثر فأكثر.
3.4 قطع الحجاب الحاجز: القطع بالليزر الغشائي لا يزال في مرحلة التخطيط والتحكم في التأثير الحراري مشكلة صعبة
يعتمد قطع الحجاب الحاجز حاليًا على قطع الأدوات وهناك حاليًا براءتان اختراع لتكنولوجيا القطع بالليزر. براءة الاختراع 1: وفقًا لبراءة الاختراع "آلة القطع بالليزر ذات الحجاب الحاجز" ، عادةً ما يتم قطع الحجاب الحاجز باستخدام قاطع الحجاب الحاجز الفولاذي. قاطع الحجاب الحاجز أقل ثباتًا ، القاطع يحتاج إلى الاستبدال بانتظام ، قاطع الحجاب الحاجز ليس فعالًا ، من السهل حفره أو تجعيده ، الهيكل معقد وليس من السهل تصحيحه وصيانته. يمكن حل هذه المشاكل عن طريق القطع بالليزر. براءة الاختراع 2: وفقًا لبراءة الاختراع "معدات القطع بالليزر لإنتاج غشاء بطارية الليثيوم" ، يتم تبديل لف الحجاب الحاجز بواسطة وحدتي لف الحجاب الحاجز بالتناوب بواسطة وحدة القطع بالليزر ، والتي تحقق وظيفة القطع التلقائي والموحد للحجاب الحاجز ، وتجنب ظاهرة إزالة البودرة والقطف والتقطيع والقطع غير المتقطع أثناء عملية القطع ، وتسهيل الاستخدام العملي في خطوط إنتاج الدُفعات.
لا يزال التحكم في التأثير الحراري يمثل مشكلة صعبة ، وتوجد أشعة الليزر فوق البنفسجية كبديل محتمل لقطع القوالب التقليدية. تختلف نقاط انصهار أفلام PP و PE لفواصل بطارية ليثيوم أيون ، مع أغشية PE عند حوالي 130 درجة وأغشية PP عند حوالي 160 درجة. في مجالات مثل معالجة الأغشية الرقيقة للمواد غير المعدنية ، تكسر فوتونات الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة الروابط الجزيئية مباشرة على سطح المواد غير المعدنية ، مما يتسبب في انفصال الجزيئات عن الجسم ، دون توليد تفاعل حراري مرتفع ، وبالتالي في كثير من الأحيان يشار إليها باسم "المعالجة الباردة". في عملية قطع الحجاب الحاجز ، التي لا تزال تهيمن عليها قطع القوالب ، تجعل نقطة الانصهار السفلية للحجاب الحاجز من الصعب التحكم في التأثير الحراري للقطع بالليزر ، كما أن ليزر الأشعة فوق البنفسجية يتمتع بميزة "المعالجة الباردة" كبديل عن قطع القوالب التقليدية.
3.5 تقنية عملية التكديس: من المتوقع أن تؤدي إلى زيادة الطلب على القطع بالليزر.
من المتوقع أن يزداد الطلب على عروة عمود الليزر وقطع قطعة العمود في عملية المكدس المربّع. في طريقة المكدس المربعة ، نظرًا لأن الأقطاب الموجبة والسالبة معزولة عن بعضها البعض ، فإن كل قطب كهربائي مزود بأذن ، ثم يتم لحامها معًا لتشكيل الأقطاب الموجبة والسالبة النهائية ، ولكن بطريقة اللف ، من أجل تقليل عدد الطبقات ، يتم تركيب أذن واحدة فقط في كل مرة ، وعادة ما تكون نصف المجموع. بناءً على ما سبق ، نحكم على أن عملية الترقق تضاعف عدد العروات مقارنة بعملية اللف ومن المتوقع أن يزداد الطلب على قطع العروة في عملية التصفيح ، بينما تتطلب عملية التصفيح قطعًا متعددًا للصفائح الموجبة والسالبة ( عملية التصفيح الحراري) وسيزداد الطلب على قطع العروة أيضًا.
4. تطبيقات أخرى: التنظيف بالليزر ، النقش بالليزر
4.1 التنظيف بالليزر: تجنب المشكلات مثل تلف التنظيف وتحسين عمليات تصنيع البطاريات
يمكن لتنظيف الأعمدة بالليزر قبل الطلاء أن يتجنب بشكل فعال الضرر الناجم عن تنظيف الإيثانول الرطب الأصلي. لحام الخلية قبل التنظيف بالليزر باستخدام تمدد الاهتزاز الحراري لطبقة الليزر النبضية للتغلب على امتصاص السطح للملوثات من الركيزة لتحقيق تأثير إزالة التلوث. يمكن إجراء التنظيف بالليزر للألواح العازلة واللوحات الطرفية أثناء عملية تجميع البطارية لتنظيف السطح المتسخ للخلايا ، وخشونة سطح الخلايا وتحسين التصاق المعجون أو طلاء الغراء. قبل طلاء الإلكترود: يتم طلاء الأقطاب الموجبة والسالبة لبطاريات Li-ion بمواد موجبة وسالبة لبطارية Li-ion على شريط معدني رفيع ، والذي يحتاج إلى التنظيف عند طلاء مواد الإلكترود. يمكن لآلة التنظيف بالليزر أن تحل المشكلات المذكورة أعلاه بشكل فعال.
يتسبب التمدد الحراري في اهتزاز المادة الملوثة أو الركيزة ، مما يتسبب في التغلب على الملوثات على قوة امتصاص السطح والانفصال عن سطح الركيزة ، وبالتالي إزالة البقعة من سطح الجسم. تعمل هذه الطريقة على إزالة الأوساخ والغبار وما إلى ذلك بشكل فعال من الأسطح النهائية للأقطاب الكهربائية وتجهيز البطارية للحام ، وبالتالي تقليل اللحام المعيب. عملية تجميع البطاريات: من أجل منع حوادث السلامة في بطاريات الليثيوم ، من الضروري بشكل عام تطبيق المعالجة اللاصقة لخلايا بطارية الليثيوم من أجل لعب دور العزل ، ومنع الدوائر القصيرة وحماية الأسلاك ومنع الخدوش. التنظيف بالليزر لألواح العزل واللوحات الطرفية ينظف سطح اللب ، ويخفف سطح اللب ويحسن التصاق اللاصق أو طلاء الغراء ، ولا ينتج عنه ملوثات ضارة بعد التنظيف ، وهي طريقة تنظيف صديقة للبيئة ، التي أصبحت أكثر وأكثر أهمية في الاهتمام العالمي بحماية البيئة.
4.2 الوسم بالليزر: إمكانيات تتبع معلومات أكثر كفاءة وأمانًا لخلايا الطاقة
عيوب تقنية الوسم التقليدية واضحة. هناك العديد من تقنيات الوسم التقليدية ، وهي الوسم النافث للحبر ، ونقش الإبرة الفولاذية ، ووضع العلامات على الملصقات ، وما إلى ذلك ، ولكن كل هذه الأساليب بها عيوب عملية مقابلة. على سبيل المثال ، يتطلب وضع العلامات النافثة للحبر المواد الاستهلاكية ، بعد رش الحبر غير جاف لأن العمليات الأخرى سيكون لها احتمال فقدان اللون ، وما إلى ذلك ؛ سرعة نقش الإبرة الفولاذية بطيئة كفاءة المعالجة منخفضة ، وما إلى ذلك ، وبالتالي فإن ظهور تقنية جديدة هو تقنية الوسم بالليزر.
ثانياً ، تم تحسين السلامة بدرجات متفاوتة. من أجل التحكم بشكل أفضل في جودة المنتج وتتبع معلومات الإنتاج الكاملة لبطاريات الليثيوم ، بما في ذلك معلومات المواد الخام وعملية الإنتاج والتكنولوجيا ودفعات المنتج والمصنعين والتواريخ ، يجب تخزين المعلومات الأساسية في رمز الاستجابة السريعة ووضع علامة على البطارية. إن تقنية ترميز نفث الحبر التقليدية عرضة للاحتكاك وفقدان المعلومات بمرور الوقت ، في حين أن الوسم بالليزر دائم ومضاد للتزييف ودقيق للغاية ومقاوم للتآكل وآمن وموثوق ويمكن أن يوفر أفضل حل لتتبع جودة المنتج.
