До появи лазерної технології виробництво акумуляторів використовувало традиційне обладнання для обробки. Порівняно з традиційною механічною обробкою лазерна обробка має багато переваг і поступово визнається виробниками літій-іонних батарей. Його можна використовувати для розрізання металевої фольги, різання металевої фольги, різання ізоляційної плівки. Його також можна використовувати для зварювання вкладок, корпусів сердечників акумуляторів, ущільнювальних цвяхів, м’яких з’єднань, вибухозахищених, клапанів і модулів акумуляторів.
З моменту появи в 1990 році літієві батареї надавали перевагу компаніям 3C digital, електроінструментам та іншим галузям промисловості через їх високу щільність енергії, високу напругу, захист навколишнього середовища, тривалий термін служби та швидку зарядку. Їхній внесок в автомобільну промисловість нової енергії є особливо помітним. Останніми роками з’явилися автомобілі з новою енергією. У порівнянні з транспортними засобами на традиційному паливі нові транспортні засоби використовують літієві батареї як джерело енергії. Потенціал ринку є величезним, оскільки галузь літій-іонних акумуляторів є джерелом енергії для нових транспортних засобів.
Літій-іонний акумулятор (Li-ion Battery)
Літій-іонна батарея також відома як літій-іонна батарея, яка є типом вторинної батареї (акумуляторної батареї), яка в основному залежить від руху іонів літію між позитивним електродом і негативним електродом для роботи. Будучи новим типом чистої енергії, літієві батареї можуть не тільки живити транспортні засоби з новою енергією, але й різні продукти, такі як електропоїзди, електричні велосипеди та автомобілі для гольфу.
Ця стаття розповість вам про лазерну технологію у виробництві акумуляторів, а також пояснить, чому при виробництві літій-іонних акумуляторів використовуються системи лазерного різання та лазерного зварювання.
Система лазерного різання
Виробництво літій-іонних акумуляторів тісно пов’язане одним етапом процесу. Загалом, виробництво літієвих батарей включає 3 частини: виготовлення полюсних наконечників, виробництво батарейних елементів і складання батарей. У цих трьох основних процесах лазерне різання є одним із ключових.
Процес обробки на літій-іонних батареях вимагає високої точності, керованості та якості ріжучої машини. У процесі використання висічка неминуче зношується, а потім порошиться та утворює задирки, що може спричинити небезпечні проблеми, такі як перегрів акумулятора, коротке замикання та вибух. Щоб уникнути небезпеки, краще використовувати лазерний різальний верстат.
У порівнянні з традиційними механічними ріжучими машинами, система лазерного різання має такі переваги, як відсутність зносу інструменту, гнучкі форми різання, контроль якості кромок, більш висока точність і нижчі експлуатаційні витрати, що сприяє зниженню виробничих витрат, підвищенню ефективності виробництва та значному скороченню нових цикл висікання продукту.
Літієві батареї, як основні компоненти нових транспортних засобів, безпосередньо визначають продуктивність всього автомобіля. З поступовим вибухом ринку нових енергетичних транспортних засобів лазерні різальні машини матимуть великий ринковий потенціал у майбутньому.
Система лазерного зварювання
Будучи основним компонентом автомобіля з новим енергоспоживанням, якість батареї безпосередньо визначає продуктивність автомобіля. Обладнання для виробництва літій-іонних акумуляторів зазвичай включає 3 типи переднього обладнання, середнього обладнання та внутрішнього обладнання. Точність і рівень автоматизації обладнання безпосередньо впливатимуть на ефективність виробництва та стабільність продукту. Як альтернатива традиційним методам зварювання, лазерні зварювальні апарати широко використовуються в обладнанні для виробництва літій-іонних батарей.
Лазерний зварювальний апарат є важливою частиною лінії виробництва акумуляторних батарей. Принцип полягає в ефективному та точному методі зварювання, який використовує лазерний промінь високої щільності енергії як джерело тепла. Порівняно з традиційним зварюванням лазерне зварювання має багато переваг, включаючи глибоке проплавлення, швидку швидкість, невелику деформацію, низькі вимоги до середовища зварювання, високу щільність потужності, відсутність впливу магнітних полів, не обмеження струмопровідними матеріалами та відсутність потреби у вакуумі. широко використовується в високоякісних галузях прецизійного виробництва, особливо в нових транспортних засобах і виробництві акумуляторних батарей.
Від виробництва елементів літій-іонної батареї до складання акумуляторної батареї, зварювання є дуже важливим виробничим процесом. Провідність, міцність, повітронепроникність, втома металу та стійкість до корозії літієвих батарей є типовими стандартами оцінки якості зварювання батарей. . Вибір методу зварювання та процесу зварювання безпосередньо впливає на вартість, якість, безпеку та постійність батареї. далі, STYLECNC допоможе вам дізнатися про різноманітні застосування систем лазерного зварювання в галузі літієвих батарей.
Зварювання вибухозахищеного клапана батареї
Вибухозахищений клапан акумулятора являє собою тонкостінний корпус клапана на ущільнювальній пластині акумулятора. Коли внутрішній тиск батареї перевищує вказане значення, корпус вибухозахищеного клапана розривається, щоб запобігти вибуху батареї. Запобіжний клапан має геніальну структуру, і цей процес має надзвичайно суворі вимоги до процесу лазерного зварювання. Перед безперервним лазерним зварюванням вибухозахищений клапан батареї був зварений імпульсним лазерним зварюванням, і безперервне зварювання ущільнювачем досягалося шляхом перекриття та покриття точки зварювання та точки зварювання, але ефективність зварювання була низькою, а ефективність ущільнення була відносною бідний. Безперервне лазерне зварювання може забезпечити високу швидкість і якість зварювання, стабільність зварювання, ефективність зварювання та продуктивність можуть бути гарантовані.
Зварювання батареї
Вкладки зазвичай діляться на 3 матеріали. Для позитивного електрода батареї використовується алюміній (Al), а для негативного електрода – нікель (Ni) або обміднений нікель (Ni-Cu). У процесі виробництва акумуляторних батарей одним із етапів є зварювання між собою виступів і полюсів батареї. При виробництві вторинної батареї її потрібно зварити з іншим алюмінієвим запобіжним клапаном. Зварювання повинно не тільки забезпечувати надійне з'єднання вкладки і стовпа, але також вимагає рівного і красивого зварювального шва.
Точкове зварювання батареї
Матеріали, що використовуються для виготовлення електродних стрічок акумуляторів, включають чисті алюмінієві стрічки, нікелеві стрічки, алюмінієво-нікелеві композитні стрічки та невелику кількість мідних стрічок. Для зварювання електродних стрічок акумуляторів зазвичай використовуються імпульсні зварювальні апарати. З появою квазібезперервного лазера QCW від IPG, він також широко використовується для зварювання електродних стрічок акумуляторів. Водночас, завдяки гарній якості променя, пляма зварювання може бути невеликою. Він має унікальні переваги при зварюванні високовідбивних алюмінієвих стрічок, мідних стрічок та вузькосмугових полюсних стрічок акумуляторів (ширина полюсної стрічки менше 1.5mm).
Корпус силової батареї та кришка герметичні та зварені
Матеріали оболонки акумуляторів — це алюмінієвий сплав і нержавіюча сталь, з яких найчастіше використовується алюмінієвий сплав, як правило, алюмінієвий сплав 3003, а в деяких використовується чистий алюміній. Нержавіюча сталь є матеріалом з найкращою здатністю до лазерного зварювання. Будь то імпульсний або безперервний лазер, можна отримати зварні шви з гарним виглядом і продуктивністю. Використовуючи безперервний лазер для зварювання тонкокорпусних літієвих батарей, ефективність може бути збільшена в 5-10 разів, а зовнішній вигляд і ефективність герметизації кращі. Тому спостерігається тенденція до поступової заміни імпульсних лазерів у цій галузі застосування.
Модуль силової батареї та зварювання PACK
Послідовні та паралельні з’єднання між силовими батареями, як правило, завершуються шляхом зварювання з’єднувальної деталі та однієї батареї. Матеріали позитивних і негативних електродів різні. Як правило, існує 2 види матеріалів: мідь і алюміній. Оскільки мідь і алюміній зварюються лазером, вони можуть утворювати крихкі сполуки. Для задоволення вимог застосування зазвичай використовується ультразвукове зварювання, а лазерне зварювання зазвичай використовується для міді та міді, алюмінію та алюмінію. У той же час, оскільки мідь і алюміній дуже швидко проводять тепло, мають дуже високу відбивну здатність до лазера, а товщина з’єднувального елемента відносно велика, для зварювання необхідно використовувати лазер більшої потужності.
Це свідчить про те, що лазерне зварювання вийшло на перший план серед багатьох методів зварювання. По-перше, лазерне зварювання має високу щільність енергії, невелику зварювальну деформацію та невелику зону термічного впливу, що може ефективно підвищити точність деталей. Зварювальний шов гладкий без домішок, однорідний і щільний, без додаткової шліфовки; по-друге, лазерне зварювання можна точно контролювати та сфокусувати на світлі. Маленькі точки, високоточне позиціонування, легка автоматизація за допомогою механічних рук, підвищення ефективності зварювання, скорочення робочих годин і зниження витрат; крім того, лазерне зварювання тонких пластин або дроту тонкого діаметра не буде настільки чутливим до оплавлення, як дугове зварювання. І його можна зварювати з широким діапазоном матеріалів, які можуть здійснити зварювання між різними матеріалами.
Тенденції
В даний час швидкий розвиток нової енергетичної промисловості призвів до одночасного зростання промисловості літій-іонних акумуляторів і літій-іонних акумуляторів, що забезпечує гарний грунт для широкомасштабного застосування машин для лазерного різання, лазерів. зварювальні машини та машини для лазерного гравірування на ринку літій-іонних батарей. Можна передбачити, що з безперервним розвитком нового енергетичного ринку, поступовим підвищенням вимог до якості та безперервним удосконаленням лазерної технології в майбутньому на ринку літій-іонних акумуляторів можна буде застосовувати більше лазерних різаків і лазерних зварювальних апаратів. виробники лазерних машин можуть отримати вигоду від індустрії літій-іонних акумуляторів.
