让生产加速,让效率起飞。在新能源锂电池行业,“增效”深深刻印在生产的每个环节。
电池电芯蓝膜又叫隔离膜、防粘膜,是动力电池方型铝壳表面的保护膜。在电池蓝膜返工制程中,需要进行高效剥膜。
宝辰鑫蓝膜钝化激光解决方案,通过激光使电芯壳体的蓝膜钝化,进而轻松使蓝膜从基材表面剥离,让动力锂电池生产加速。
解决传统撕蓝膜痛点
蓝膜作为汽车动力电池之间的绝缘材料,可以起到良好的保护作用,对于电池的性能和品质有着重要影响。
但在生产过程中,不可避免会出现返工制程。蓝膜厚度小,仅在0.015mm-0.20mm间,在生产过程中容易出现粘贴不均匀、划痕、破损、褶皱等缺陷,这些缺陷有的会影响产品外观,有的甚至会对产品功能造成损害。
△电池蓝膜的各种不良
然而,蓝膜剥离看似简单,却并不容易。这是因为蓝膜的粘接非常牢固,表面的粘接强度可达1.9Mpa,手工撕除十分困难。
传统的处理方式是,先把需要去除蓝膜的电池放在热水中浸泡,使蓝膜软化,蓝膜与电池的粘附力降低后,再通过人工在高温环境下撕掉电池上的蓝膜。
但这种方法效率非常低,而且粘接强度降低有限,撕膜后的残留较多;并且需要大量的人工在高温环境下工作,也容易对人体健康产生不良影响。
如何能高效经济地去除蓝膜?激光技术提供了一个优选项。
针对以上痛点,宝辰鑫推出蓝膜钝化激光解决方案助力客户快速剥除蓝膜。通过激光作用于蓝膜胶层,使其受热膨胀和冷却收缩,胶层粘结力明显减弱,进而可以轻松将蓝膜从基材表面剥离,且膜层撕开后材料表面光滑无残留。
详解:高质量剥膜背后的技术力量
相较传统的撕膜方式,使用激光无疑具有多方面的优势:不仅效率更高,质量更好,无污染无耗材,而且易于自动化集成,无需大量的人工,开机即用,数据还可上传系统便于生产管控。
△激光清洗与传统工艺清洗性能对比
宝辰鑫作为行业激光解决方案专家,针对细分领域的激光行业应用有着丰富的经验。
根据锂电池厂商的实际应用场景和需求痛点,宝辰鑫部署了一体化的蓝膜钝化激光解决方案。方案集成高性能脉冲光纤激光器、振镜等外光路系统,及激光控制系统等,可有效解决锂电池电芯返修制程中蓝膜难以撕除的问题,极大提升电池返修加工的效率和质量。
方案中的核心光源部件为宝辰鑫高功率千瓦级MOPA脉冲光纤激光器(BFPT 1000-2000),具有高能量、高峰值功率等特点。
BFPT 1000-2000最大单脉冲能量可达50mJ,能快速有效实现蓝膜的钝化;24h输出功率不稳定度±2%,可有效保证蓝膜钝化效果的稳定一致,并避免损伤基底材料;脉宽可调、能量分布可选,可根据实际应用场景灵活调整能量分布和形状,以实现最佳的钝化效果。
在外光路配置和系统方面,配备了高性能振镜场镜系统、激光控制系统等,在提升整体性能的同时,支持用户实现自动化、智能化生产的需求。
其中,振镜扫描速度快,经过系统光学匹配等调试,可极大提升蓝膜钝化效率;通过激光来进行蓝膜剥除,工人只需简单上下料,无任何高强度劳动,单人即可完成作业,在提升生产效率的同时,减少人力成本;并且系统支持MES系统,每日生产信息如工作时长、处理数量、异常情况、激光参数等数据可同步上传至客户MES系统,实现数据可追溯。
同时,方案还具有高通用性,可根据不同尺寸规格的电芯快速换装相应夹具,满足不同产品快速切换需求。
目前,该方案已经在多个头部锂电池厂商批量上线应用。
一套优秀的方案是怎样炼成的?
使用激光进行蓝膜钝化,从原理来说简单,但在实际落地时,打磨空间很大。
——既要对电芯进行高效钝化处理,又不能损伤基材表面,同时还需要对处理数据进行可追溯储存,以及稳定性、安全性等等要求,这些都考验着激光方案厂商的水平。
依托母公司创鑫激光20年的激光技术沉淀,以及多年激光应用实践经验,宝辰鑫拥有全栈式的方案设计、开发、制造、部署及方案管理服务能力。
面对客户需求,宝辰鑫在深入沟通和实际调研应用场景后,进行方案的总体设计,并对研发的产品方案进行大量的光学、系统软硬件性能、质量以及可靠性等方面的测试,以确保方案设计能实现最佳的性能。
比如,如何才能实现效率和质量的双优?
在通过增大脉宽、加长激光作用蓝膜的时间来提高蓝膜钝化效果,使其易撕除的同时,过大的激光能量和更长的作用时间,也可能导致电芯表面温度升高,从而损伤铝壳基材。
面对这一难题,宝辰鑫经过反复的工艺测试验证,不断调试脉宽、速度、频率、填充间距、离焦量等参数,最终得到理想的钝化效果。
钝化后蓝膜胶的整体剥离力明显低于原剥离强度,减轻了人工撕膜强度,同时实现了铝壳表面瞬时最高温度的有效控制,钝化后铝壳表面无损伤。
△宝辰鑫蓝膜钝化方案-剥膜效果图
在方案稳定性方面,除了激光器本身良好的稳定性外,系统的整体稳定性也需要考量。
宝辰鑫项目团队经过研究,将激光器能量分布模型调制成适应模式,以保证能量输送平稳。再经过对系统整体的反复测试验证,最终实现了整体方案稳定性≥99.9%,确保了客户产线稳定生产。