新能源作為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，其市場(chǎng)定位優(yōu)先級(jí)高于其他傳統(tǒng)制造業(yè)，而激光應(yīng)用技術(shù)與新能源汽車電池的完美結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈，對(duì)提高新能源電動(dòng)汽車電池的生產(chǎn)工藝技術(shù)具有重大意義，從而加速實(shí)現(xiàn)“新型工業(yè)化”的發(fā)展目標(biāo)。新能源動(dòng)力電池表面的膜又叫隔離膜，防粘膜，保護(hù)膜，有紅色，綠色，藍(lán)色，黑色，分為單面離型膜和雙面離型膜。作為電池之間的絕緣材料，還可以起到很好的保護(hù)作用，阻隔單個(gè)電芯由于各種故障對(duì)其他電芯產(chǎn)生影響，其表面粘接強(qiáng)度可達(dá)1.9Mpa。在粘貼時(shí)會(huì)出現(xiàn)不良品，為減少生產(chǎn)成本，需要將其剝離重新貼膜。但其表面粘接高強(qiáng)度較高，因此需減低其粘接強(qiáng)度后再剝離。本文主要介紹了使用銳科旗幟系列P1000H-P激光器對(duì)動(dòng)力電池的膜進(jìn)行高效處理的工藝研究。01、電池隔離膜清洗的方法優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比
目前，傳統(tǒng)清洗隔離膜的方法主要分為濕法去除和機(jī)械法去除。濕法去除PET隔離膜的方法是將電池包浸泡在溫水中一段時(shí)間，待隔離膜粘接強(qiáng)度降低后，再輔以人工方法撕掉包裹的PET隔離膜。該方法成本低，但返修效率也很低，而且粘接強(qiáng)度降低有限，撕膜后的殘留也較多，需要大量的人工輔助。機(jī)械法去除PET藍(lán)膜的方法，通常是用具有高速動(dòng)能的干冰顆粒沖擊爆破鋁殼表面包裹的PET隔離膜，直接將PET隔離膜噴射去除。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以直接將隔離膜去除，減少人工輔助，但缺點(diǎn)是成本極高，粉塵很大不利于環(huán)保。而采用激光清洗相對(duì)而言，具有綠色環(huán)保、清洗損傷小、效率高、自動(dòng)化操作、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此在新能源電池領(lǐng)域使用率越來(lái)越高。
02、銳科激光專用新能源動(dòng)力電池膜層改性激光器
旗幟P1000H-P激光器
體積小，重量輕，更易集成及運(yùn)輸。相對(duì)于P1000激光器體積減小了60%、重量減輕了40%以上。單模塊高峰值 1000W納秒脈沖光纖激光器采用窄脈寬種子源激光技術(shù)，經(jīng)過(guò)光纖預(yù)放大級(jí)（包含多級(jí)）和光纖功率放大級(jí)實(shí)現(xiàn)平均功率大于≥1000W ，峰值功率大于1.5MW的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。備注：脈沖寬度40ns，固定脈寬，峰值功率達(dá)到1.5MW。
03、銳科激光新能源動(dòng)力電池膜層改性應(yīng)用研究
本次實(shí)驗(yàn)選用常規(guī)雙面離型藍(lán)膜，厚度110μm，雙面離型黑膜，厚度120μm，透明雙面離型黑膜，厚度100μm，實(shí)驗(yàn)材料如表1。
圖1 表面雙面離型藍(lán)膜清洗效果
（左圖為功率650W和500W處理效果，右圖為400W和重復(fù)650W處理效果）
以上激光改性參數(shù)處理效率為65cm2/s，分別設(shè)置三種不同功率段處理，其中650W處理后藍(lán)膜改性粘性最小，其他幾個(gè)也比較容易手撕，拉力值都小于10N，400W激光功率下表面幾乎沒有激光處理痕跡，650W較為明顯，最佳處理參數(shù)為：功率500W，脈寬40ns，頻率25kHz。
圖2 表面雙面離型黑膜清洗效果
（左圖為鋁殼表面處理效果，右圖為清除后膜拉拔力效果）
以上激光參數(shù)在處理效率23cm2/s、脈寬40ns、功率900W下剛好去除表面黑膜保留淡黃色膜。可以觀察到，淡黃色膜層可以輕松手撕且一整體扒拉下來(lái)，通過(guò)拉拔力測(cè)試小于5N，且拉掉淡黃色膜層效果顯著，鋁殼表面光滑無(wú)殘留，黃色膜層沒粘結(jié)在鋁殼表面上。
c.雙面離型黑膜（透明）
圖3 表面雙面離型黑膜（透明）清洗效果
（左圖為鋁殼表面處理效果，右圖為鋁殼邊緣處R角處理效果）
以上激光參數(shù)在處理效率10.2cm2/s、脈寬40ns、功率800W下剛好去除表面黑膜保留淡黃色膜，過(guò)大能量淡黃色膜較少，粘性增加，更不易除去，并且在手擦拭過(guò)程會(huì)有黏著小顆粒掛在鋁殼表面擦拭不掉。通過(guò)上圖可以觀察到，不管是在表面還是鋁殼邊緣R角處，旗幟系列P1000H-P激光器都能做到雙面離型黑膜（透明）去除效果，且拉掉淡黃色膜層效果顯著，鋁殼表面光滑無(wú)殘留，黃色膜層沒粘結(jié)在鋁殼表面上，最佳處理參數(shù)為：功率800W，脈寬40ns，頻率20kHz。
查看其處理過(guò)程最大溫度和粗糙度情況，各膜層處理效果如下圖所示。
雙面離型藍(lán)膜處理過(guò)程最大溫度情況
雙面離型黑膜處理過(guò)程最大溫度情況
雙面離型黑膜（透明）處理過(guò)程最大溫度情況
處理過(guò)程總體溫度都不超過(guò)60℃，其中處理雙面離型藍(lán)膜由于效率最高，最大溫度不超過(guò)35℃，雙面離型黑膜（透明）最大溫度在58.5℃，滿足相應(yīng)要求。
藍(lán)膜處理后粗糙度情況
黑膜處理后粗糙度情況
黑膜（透明）處理后粗糙度情況
由圖中數(shù)據(jù)可知，其中雙面離型藍(lán)膜Ra值為0.58μm，雙面離型黑膜Ra值為0.72μm，雙面離型黑膜（透明）Ra值為0.84μm，粗糙度值小于1μm，滿足要求。
04、案例總結(jié)
（1）銳科旗幟系列P1000H-P激光器搭配透鏡F254可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池膜層改性，其中雙面離型藍(lán)膜處理效率最高，可達(dá)到65cm2/s，雙面離型黑膜（透明）處理效率最低，達(dá)到10.2cm2/s，雙面離型黑膜處于中等，效率在23cm2/s。（2）激光對(duì)藍(lán)膜改性效果與黑膜改性效果不同，不管是在表面還是鋁殼邊緣R角處，旗幟系列P1000H-P激光器都能做到黑膜去除保留淡黃色膜層，且拉掉淡黃色膜層效果顯著，鋁殼表面光滑無(wú)殘留，而改性藍(lán)膜只改變了粘性，藍(lán)膜未直接去除。（3）處理過(guò)程總體溫度都不超過(guò)60℃，粗糙度都小于1μm，其中處理雙面離型藍(lán)膜由于效率最高，最大溫度不超過(guò)35℃，粗糙度為0.58μm，雙面離型黑膜（透明）最大溫度在58.5℃，粗糙度為0.84μm，也滿足要求。
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