激光助力新能源锂电   P1000H-P激光器在新能源电池隔离膜改性处理的应用案...

新能源作为我国战略性新兴产业重点发展对象，其市场定位优先级高于其他传统制造业，而激光应用技术与新能源汽车电池的完美结合能够实现强链补链，对提高新能源电动汽车电池的生产工艺技术具有重大意义，从而加速实现“新型工业化”的发展目标。新能源动力电池表面的膜又叫隔离膜，防粘膜，保护膜，有红色，绿色，蓝色，黑色，分为单面离型膜和双面离型膜。作为电池之间的绝缘材料，还可以起到很好的保护作用，阻隔单个电芯由于各种故障对其他电芯产生影响，其表面粘接强度可达1.9Mpa。在粘贴时会出现不良品，为减少生产成本，需要将其剥离重新贴膜。但其表面粘接高强度较高，因此需减低其粘接强度后再剥离。本文主要介绍了使用锐科旗帜系列P1000H-P激光器对动力电池的膜进行高效处理的工艺研究。

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电池隔离膜清洗的方法优劣势对比

目前，传统清洗隔离膜的方法主要分为湿法去除和机械法去除。湿法去除PET隔离膜的方法是将电池包浸泡在温水中一段时间，待隔离膜粘接强度降低后，再辅以人工方法撕掉包裹的PET隔离膜。该方法成本低，但返修效率也很低，而且粘接强度降低有限，撕膜后的残留也较多，需要大量的人工辅助。机械法去除PET蓝膜的方法，通常是用具有高速动能的干冰颗粒冲击爆破铝壳表面包裹的PET隔离膜，直接将PET隔离膜喷射去除。该方法的优点是可以直接将隔离膜去除，减少人工辅助，但缺点是成本极高，粉尘很大不利于环保。而采用激光清洗相对而言，具有绿色环保、清洗损伤小、效率高、自动化操作、运行成本低等优点，因此在新能源电池领域使用率越来越高。

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锐科激光专用新能源动力电池膜层改性激光器

旗帜P1000H-P激光器

体积小，重量轻，更易集成及运输。相对于P1000激光器体积减小了60%、重量减轻了40%以上。单模块高峰值 1.5MW 1000W纳秒脉冲光纤激光器将采用窄脉宽种子源激光技术，经过光纤预放大级（包含多级）和光纤功率放大级实现平均功率大于≥1000W ，峰值功率大于1.5MW的技术参数指标。（产品介绍点击：一图看懂P1000H-P激光器）备注：脉冲宽度40ns，调Q结构，固定脉宽，峰值功率达到1.5MW。

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锐科激光新能源动力电池膜层改性应用研究

（1）实验材料本次实验选用常规双面离型蓝膜，厚度110μm，双面离型黑膜，厚度120μm，透明双面离型黑膜，厚度100μm，实验材料如表1。（2）测试参数及结果a.双面离型蓝膜

图1 表面双面离型蓝膜清洗效果

（左图为功率650W和500W处理效果，右图为400W和重复650W处理效果）

以上激光改性参数处理效率为65cm2/s，分别设置三种不同功率段处理，其中650W处理后蓝膜改性粘性最小，其他几个也比较容易手撕，拉力值都小于10N，400W激光功率下表面几乎没有激光处理痕迹，650W较为明显，最佳处理参数为：功率500W，脉宽40ns，频率25kHz。b..双面离型黑膜

图2 表面双面离型黑膜清洗效果

（左图为铝壳表面处理效果，右图为清除后膜拉拔力效果）

以上激光参数在处理效率23cm2/s、脉宽40ns、功率900W下刚好去除表面黑膜保留淡黄色膜。可以观察到，淡黄色膜层可以轻松手撕且一整体扒拉下来，通过拉拔力测试小于5N，且拉掉淡黄色膜层效果显著，铝壳表面光滑无残留，黄色膜层没粘结在铝壳表面上。

c.双面离型黑膜（透明）

图3 表面双面离型黑膜（透明）清洗效果

（左图为铝壳表面处理效果，右图为铝壳边缘处R角处理效果）

以上激光参数在处理效率10.2cm2/s、脉宽40ns、功率800W下刚好去除表面黑膜保留淡黄色膜，过大能量淡黄色膜较少，粘性增加，更不易除去，并且在手擦拭过程会有黏着小颗粒挂在铝壳表面擦拭不掉。通过上图可以观察到，不管是在表面还是铝壳边缘R角处，旗帜系列P1000H-P激光器都能做到双面离型黑膜（透明）去除效果，且拉掉淡黄色膜层效果显著，铝壳表面光滑无残留，黄色膜层没粘结在铝壳表面上，最佳处理参数为：功率800W，脉宽40ns，频率20kHz。

查看其处理过程最大温度和粗糙度情况，各膜层处理效果如下图所示。

双面离型蓝膜处理过程最大温度情况

双面离型黑膜处理过程最大温度情况

双面离型黑膜（透明）处理过程最大温度情况

处理过程总体温度都不超过60℃，其中处理双面离型蓝膜由于效率最高，最大温度不超过35℃，双面离型黑膜（透明）最大温度在58.5℃，满足相应要求。

蓝膜处理后粗糙度情况

黑膜处理后粗糙度情况

黑膜（透明）处理后粗糙度情况

由图中数据可知，其中双面离型蓝膜Ra值为0.58µm，双面离型黑膜Ra值为0.72µm，双面离型黑膜（透明）Ra值为0.84µm，粗糙度值小于1µm，满足要求。

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案例总结

（1）锐科旗帜系列P1000H-P激光器搭配透镜F254可实现动力电池膜层改性，其中双面离型蓝膜处理效率最高，可达到65cm2/s，双面离型黑膜（透明）处理效率最低，达到10.2cm2/s，双面离型黑膜处于中等，效率在23cm2/s。（2）激光对蓝膜改性效果与黑膜改性效果不同，不管是在表面还是铝壳边缘R角处，旗帜系列P1000H-P激光器都能做到黑膜去除保留淡黄色膜层，且拉掉淡黄色膜层效果显著，铝壳表面光滑无残留，而改性蓝膜只改变了粘性，蓝膜未直接去除。（3）处理过程总体温度都不超过60℃，粗糙度都小于1µm，其中处理双面离型蓝膜由于效率最高，最大温度不超过35℃，粗糙度为0.58µm，双面离型黑膜（透明）最大温度在58.5℃，粗糙度为0.84µm，也满足要求。

(锐科激光)