Nyheter: optoelektronik
28 juni 2022
I monter A10 (Hall 10) på Battery Show Europe i Stuttgart (28-30 juni), TRUMPF Photonic Components GmbH i Ulm, Tyskland (del av TRUMPF Group) – som tillverkar vertikalkavitets ytemitterande lasrar (VCSEL) och fotodioder för konsumentelektronik, datakom, industriell avkänning, värme och fordonsmarknader – presenterar ett nytt applikationsområde för sina VCSEL-värmesystem i tillverkningsprocessen av litiumjonbatterier (Li) för e-mobilitet.
Li-batterier drar nytta av en ökad säkerhet, prestanda och tillförlitlighet på grund av den höga noggrannheten hos VCSEL-värmesystemen för att perforera separatorfolier (som är nyckelkomponenter inom Li-batterier). Det permeabla membranet placeras mellan anoden och katoden för att förhindra elektriska kortslutningar och för att möjliggöra smidig transport av joniska laddningsbärare. Med VCSEL värmesystem kan även mycket tunna separatorfolier bearbetas snabbt och homogent. Som ett resultat ökar batterisäkerheten eftersom processen möjliggör en bra batteriavstängningsfunktion vid överhettning.
Bild:
VCSEL värmesystem. Laservärmebehandling med VCSEL-baserade system erbjuder mycket exakta lösningar för ett antal processsteg, såsom perforering, torkning, tätning och fogning.
"Jämfört med andra produktionsmetoder kan VCSEL-värmesystemen vara en möjliggörare för att minska de totala tillverkningskostnaderna och samtidigt förbättra batteriladdningstiderna", säger Ralph Gudde, marknadschef och försäljningschef. "Vi ser en stor potential för vår unika VCSEL-värmebehandling i olika batteritillverkningssteg, inte bara i att exakt perforera separatorfolier och möjliggöra högre håldensitetsnivåer utan också, till exempel, vid torkning av batterifolier eller i påscellförsegling." han lägger till. De robusta och kompakta lasermodulerna kan enkelt integreras i industriella produktionsprocesser.
Bild: Bearbetade separatorfolier med VCSEL värmesystem. VCSEL värmesystem används för att bestråla ett tryckt mikromönster på en elektrodfolie. IR-lasern absorberas endast på det tryckta mönstret och skapar mikrohål med en diameter på 3–22μm genom substratet.
Det schweiziska företaget L-Europe är det första företaget som utvecklade och patenterade en komplett process och system för perforering av batteriseparatorfolier, med hjälp av TRUMPF VCSEL värmesystem som nyckelelement i deras system. Den optiska effekten hos VCSEL-värmesystemen kan regleras exakt. Med hjälp av infraröd strålning värms tryckta mikromönster på elektrodfolien och separatorfolien perforeras därför. Medan den infraröda lasern i VCSEL-systemet endast absorberas på de tryckta mönstren, skapas mikrohål genom substratet.
"Det är fantastiska processresultat med VCSEL-värmesystemen från TRUMPF. Vi har uppnått en håltäthet på 5000 hål per kvadratcentimeter med en håldiameter på 3-22μm”, säger L-Europes tekniska chef Thomas Kreimer. "Att ha TRUMPF som leverantör av nyckelelementet i våra system stödjer vårt löfte om att erbjuda mycket pålitliga system för batteriprocesskedjan", tillägger han. VCSEL värmesystem är väl lämpade för att behandla de värmebeständiga separatorfolierna, anser TRUMPF.
TRUMPF presenterar VCSEL värmesystem för snabbare och bättre flip-chip montering
TRUMPF VCSEL värmesystem accelererar hållbar produktion av Li-batterier
