一种新能源电池蓝膜的激光清洗装置及清洗方法与流程

1.本发明涉及激光清洗技术领域，特别涉及一种新能源电池蓝膜的激光清洗装置及方法。


背景技术：

2.在汽车新能源电池的生产过程中，其无法避免的会出现蓝膜粘贴不均匀、部分区域存在气泡褶皱等现象，对于这些有缺陷的产品，则需要将蓝膜去除后重新进行粘贴。现有的处理方式为先把需要去除蓝膜的电池放在热水中浸泡，使蓝膜软化，降低蓝膜与电池的粘附力，然后人工在高温环境下撕掉电池上的蓝膜。但该种方法清洗效率低下、工序复杂，且工人工作环境差(高温环境)，易对人体健康产生不良影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种新能源电池蓝膜的激光清洗装置及方法，其可以大幅提高新能源电池蓝膜的清洗效率和产品质量，降低人力成本。
4.为此，本发明提供如下技术方案：
5.一方面，提供了一种新能源电池蓝膜的激光清洗装置，其包括：
6.激光器，其用于产生作用于新能源电池上的蓝膜的激光光束，以通过激光光束完成对蓝膜的清洗；
7.吹气组件，其用于在激光清洗蓝膜的过程中，向激光清洗区域喷出气流；
8.吸尘组件，其用于对蓝膜清洗过程中产生的粉尘进行收集；
9.以及夹具，其用于固定新能源电池，并带动其运动。
10.优选的，所述激光器为脉冲激光器。
11.优选的，所述气流中混有氧气。
12.优选的，所述吹气组件包括：连接件以及与所述连接件连接的吹气阀；
13.其中，所述吹气阀整体为l型，其包括：进气部以及与所述进气部连接的吹气部，所述进气部上端面开设有进气孔，所述吹气部内开设有与所述进气孔连通的出气通道。
14.优选的，所述出气通道有若干条，且相互平行设置，且每一所述出气通道的中心轴线与进气部的中心轴线的夹角β为45
°
。
15.优选的，所述出气通道的出气方向与蓝膜所成的夹角α为45
°
。
16.优选的，所述激光器产生的激光光束以角度δ入射，且75
°
≤δ≤85
°
。
17.优选的，所述激光器内置振镜系统，横向线光斑直径为d1，纵向线光斑直径为d2，侧向线光斑直径为d3，则横向线光斑的搭接率ε1满足条件d1＝ε1d3，纵向线光斑的搭接率ε2满足条件d2＝ε2d3。
18.优选的，ε1、ε2的取值范围均可为0.5～0.7。
19.还提供一种新能源电池蓝膜的激光清洗方法，其包括如下步骤：
20.s1、将新能源电池固定在清洗平台上，调整吹气组件和/或吸尘组件的位置；
21.s2、调节激光器的位置，保证激光器产生的激光光束后续以角度δ入射；
22.s3、开启吹气组件和吸尘组件，激光器启动，所产生的激光光束作用到新能源电池某一部分的蓝膜表面上，以进行蓝膜清洗；
23.s4、激光清洗完成预定清洗次数后，关闭激光器；
24.s5、观察清洗效果，根据清洗后的表面状态，重复上述步骤s3-s4，以使得该部分蓝膜的清洗达到预期效果；
25.s6、对新能源电池进行翻转，重复上述步骤s3-s5，以完成新能源电池上下一部分蓝膜的清洗；
26.s7、重复上述步骤s3-s6，直到完成整个新能源电池上所有蓝膜的清洗。
27.本发明的技术效果：本发明可利用激光束辐照电池表面蓝膜，使得蓝膜颗粒吸收激光能量，以直接升华或者瞬间汽化蒸发，由此大幅提高清洗效率，且可对清洗过程中产生的粉尘及时进行收集，避免其污染空气。
附图说明
28.图1是本发明新能源电池蓝膜的激光清洗装置的整体结构示意图；
29.图2是本发明吹气组件的立体图；
30.图3是本发明吹气组件的b-b结构图；
31.图4是本发明吹气组件的a-a剖视图。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
33.实施例1：
34.本实施例提供了一种新能源电池蓝膜的激光清洗装置，如图1所示，其包括：
35.激光器1，其用于产生作用于新能源电池200上的蓝膜100的激光光束l，以通过激光光束l完成对蓝膜100的清洗；本实施例中，所述激光器1为脉冲激光器，优选为纳秒级脉冲激光器，工艺参数设置方案可以为：激光平均功率为500w-1000w，可调脉宽为100-300ns，激光重复频率为10-1000khz，激光光斑直径为0.08mm-0.5mm，脉冲能量为0.5-100mj，需要说明的是，上述参数设置仅为举例，实际设置方式可根据清洗效果确定；由此，当激光光束照射到蓝膜100上时，可使得蓝膜颗粒吸收激光能量，直接升华或者瞬间汽化蒸发，以实现对蓝膜100的清洗；
36.吹气组件2，其用于在激光清洗蓝膜100的过程中，向激光清洗区域喷出气流，以压制清洗蓝膜过程中产生的明火；优选的，所述气流中混有氧气，且氧气浓度≥99.5％，由此可保证蓝膜100充分燃烧，以尽可能减少因不充分燃烧而产生的有害副产物，避免大气污染；
37.吸尘组件3，其设置在所述吹气组件2的对侧，用于对蓝膜清洗过程中产生的粉尘进行收集；本实施例中，所述吸尘组件3可采用吸尘管道结构设置；
38.以及夹具(未示出)，其用于固定新能源电池200，并带动其运动(如左右平动、翻转等)，使得激光光束l作用到新能源电池200不同部位的蓝膜上和/或作用到新能源电池200
某一部位蓝膜的不同区域上，以完成对蓝膜的全面清洗。
39.由此，本实施例利用激光束辐照电池表面蓝膜，使得蓝膜颗粒吸收激光能量，以直接升华或者瞬间汽化蒸发，其操作工序简单，自动化程度高，可节省大量人力，大幅提高清洗效率，尤其是当气流中混有氧气后，相对于吹空气的激光干式清洗方法而言，激光清洗效率可提升50％以上，且通过蓝膜的充分燃烧使得清洗时产生的副产物由粘稠的丝状物变成干燥的粉末状产物，更加便于后期收集，对于生产也更安全。
40.实施例2：
41.本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图1所示，所述吹气组件2包括：连接件21以及与所述连接件21连接的吹气阀22。
42.其中，如图2-4所示，所述吹气阀22整体为l型，其包括：进气部221以及与所述进气部221近乎垂直连接的吹气部222，所述进气部221上端面开设有进气孔223，所述吹气部222内开设有与所述进气孔223连通的出气通道224；
43.进一步的，所述出气通道224有若干条，且相互平行设置，每一出气通道224的直径为3-10mm，且每一所述出气通道224的中心轴线x1与进气部221的中心轴线x2的夹角β为45
°
，同时，所述出气通道224的出气方向与蓝膜100所成的夹角α为45
°
。
44.优选的，所述吹气阀22与所述连接件21铰接，由此，吹气阀22可通过转动调整出气通道224的出气方向与蓝膜100所成的夹角α，使得夹角α满足预设条件。
45.混有氧气的气流从进气部221上部的进气孔213进入吹气部222内，再通过细小的出气通道224喷向蓝膜(即清洗区域)，使得气流在喷出时方向性极好，可完全作用于蓝膜表面，且流速很高，能够更有效的提高气流中氧气的利用率，相对于一般的鸭嘴状喷气阀，在达到同等吹气效果的情况下，本实施例中的吹气组件2的氧气消耗量至少可降低50％，因此在生产成本控制上有极大的优势。
46.实施例3：
47.本实施例与实施例1的不同之处仅在于，本实施例中，所述激光器1内置振镜系统，横向线光斑直径为d1，纵向线光斑直径为d2，侧向线光斑直径为d3，则横向线光斑的搭接率ε1满足条件d1＝ε1d3，纵向线光斑的搭接率ε2满足条件d2＝ε2d3，例如，本实施例中，ε1、ε2的取值范围均可为0.5～0.7。
48.同时，上述蓝膜激光清洗过程中，因为电池基材为铝合金高反材料，且该激光光源功率较高，为防止激光按原光路系统，所以激光器1产生的激光光束l以角度δ入射，且75
°
≤δ≤85
°
(优选的，所述δ为80
°
)，由此使得激光在清洗面进行反射时不会直接按原光路返回，避免损伤外光路系统和激光器1。
49.实施例4：
50.本实施例提供了一种新能源电池蓝膜的激光清洗方法，其可以通过实施例1-3任一项所述的激光清洗装置实现，所述激光清洗方法包括如下步骤：
51.s1、将新能源电池200固定在清洗平台上，调整吹气组件2和/或吸尘组件3的位置；
52.s2、完成前期设备检查后，调节激光器1的位置，保证焦距的稳定长度，并按照需求设定工艺参数，并利用防高反技术，保证激光器1产生的激光光束后续可以角度δ入射；
53.s3、开启吹气组件2和吸尘组件3，激光器1启动，所产生的激光光束l作用到新能源电池200某一部分的蓝膜100表面上，以进行蓝膜100清洗，且清洗过程中，夹具带动新能源
电池200运动，以完成对该部分蓝膜100的全面清洗；
54.s4、激光清洗完成预定清洗次数后，关闭激光器1；
55.s5、观察清洗效果，根据清洗后的表面状态，重复上述步骤s3-s4，以使得该部分蓝膜100的清洗达到预期效果；
56.s6、对新能源电池200进行翻转，重复上述步骤s3-s5，以完成新能源电池200上下一部分蓝膜100的清洗；
57.s7、重复上述步骤s3-s6，直到完成整个新能源电池200上所有蓝膜的清洗。
58.综上所述，本发明利用激光束辐照电池表面蓝膜，使得蓝膜颗粒吸收激光能量，以直接升华或者瞬间汽化蒸发，其操作工序简单，自动化程度高，可节省大量人力，大幅提高清洗效率，其可对清洗过程中产生的粉尘及时进行收集，避免其污染空气，以及减少有害物质对人员身体的不良影响。
59.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。