Pred príchodom laserovej technológie využíval priemysel batérií na spracovanie tradičné stroje. V porovnaní s tradičným mechanickým spracovaním má laserové spracovanie mnoho výhod a výrobcovia lítium-iónových batérií ho postupne uznávajú. Môže byť použitý na rezanie kovovej fólie, rezanie kovovej fólie, rezanie izolačnej fólie. Môže sa použiť aj pri zváraní plôšok, puzdier jadra batérie, tesniacich klincov, mäkkých spojov, ventilov a batériových modulov v nevýbušnom prevedení.
Od svojho uvedenia na trh v roku 1990 sú lítiové batérie uprednostňované digitálnym 3C, elektrickým náradím a inými priemyselnými odvetviami kvôli ich vysokej hustote energie, vysokému napätiu, ochrane životného prostredia, dlhej životnosti a rýchlemu nabíjaniu. Ich prínos k novému energetickému automobilovému priemyslu je obzvlášť výrazný. V posledných rokoch sa objavili nové energetické vozidlá. V porovnaní s tradičnými palivovými vozidlami využívajú nové energetické vozidlá ako zdroj energie lítiové batérie. Keďže ide o odvetvie lítium-iónových batérií, ktoré poskytuje zdroj energie pre nové energetické vozidlá, trhový potenciál je obrovský.
Lítium-iónová batéria (Li-ion batéria)
Lítium-iónová batéria je tiež známa ako lítium-iónová batéria, čo je typ sekundárnej batérie (dobíjateľná batéria), ktorá sa pri práci spolieha hlavne na pohyb lítiových iónov medzi kladnou a zápornou elektródou. Lítiové batérie ako nový typ čistej energie môžu poháňať nielen nové energetické vozidlá, ale aj rôzne produkty, ako sú elektrické vlaky, elektrické bicykle a golfové autá.
Tento článok vám povie o laserovej technológii pri výrobe napájacích batérií a vysvetlí, prečo výroba lítium-iónových batérií používa laserové rezacie systémy a systémy laserového zvárania.
Laserový rezací systém
Výroba lítium-iónových batérií je úzko spojená s jedným procesným krokom. Vo všeobecnosti výroba lítium-iónových batérií zahŕňa 3 časti: výrobu pólových nástavcov, výrobu batériových článkov a montáž batérií. V týchto 3 hlavných procesoch je laserové rezanie jedným z kľúčových.
Proces spracovania lítium-iónových batérií vyžaduje vysokú presnosť, ovládateľnosť a kvalitu rezacieho stroja. V procese používania sa vysekávačka nevyhnutne opotrebuje a potom padá prach a vytvára otrepy, ktoré môžu spôsobiť nebezpečné problémy, ako je prehriatie batérie, skrat a výbuch. Aby sa predišlo nebezpečenstvu, je vhodnejšie použiť laserový rezací stroj.
V porovnaní s tradičnými mechanickými rezacími strojmi má laserový rezací systém výhody bez opotrebovania nástrojov, flexibilných tvarov rezu, kontroly kvality hrán, vyššej presnosti a nižších prevádzkových nákladov, čo vedie k zníženiu výrobných nákladov, zlepšeniu efektívnosti výroby a výraznému skráteniu cyklu rezania nového produktu.
Lítiové batérie, ako základné komponenty nových energetických vozidiel, priamo určujú výkon celého vozidla. S postupnou explóziou trhu s novými energetickými vozidlami budú mať laserové rezacie stroje v budúcnosti veľký trhový potenciál.
Laserový zvárací systém
Ako hlavný komponent nového energetického vozidla kvalita napájacej batérie priamo určuje výkon vozidla. Zariadenia na výrobu lítium-iónových batérií vo všeobecnosti zahŕňajú 3 typy front-end zariadenia, mid-end zariadenia a back-end zariadenia. Presnosť a úroveň automatizácie zariadenia priamo ovplyvní efektivitu výroby a konzistenciu produktu. Ako alternatíva k tradičným metódam zvárania sa laserové zváračky široko používajú v zariadeniach na výrobu lítium-iónových batérií.
Laserový zvárací stroj je dôležitou súčasťou výrobnej linky napájacích batérií. Princípom je efektívna a presná metóda zvárania, ktorá využíva ako zdroj tepla laserový lúč s vysokou hustotou energie. V porovnaní s tradičným zváraním má laserové zváranie mnoho výhod, vrátane hlbokej penetrácie, vysokej rýchlosti, malej deformácie, nízkych požiadaviek na zváracie prostredie, vysokej hustoty výkonu, ktorá nie je ovplyvnená magnetickými poľami, nie je obmedzená na vodivé materiály a nie je potrebné vákuum Je široko používané v špičkových presných výrobných oblastiach, najmä v nových energetických vozidlách a priemysle energetických batérií.
Od výroby lítium-iónových batériových článkov až po montáž batériových blokov je zváranie veľmi dôležitým výrobným procesom. Vodivosť, pevnosť, vzduchotesnosť, únava kovu a odolnosť lítiových batérií proti korózii sú typickými štandardmi hodnotenia kvality zvárania batérií. . Výber metódy zvárania a procesu zvárania priamo ovplyvní náklady, kvalitu, bezpečnosť a konzistenciu batérie. ďalej, STYLECNC sa dozviete o rôznych aplikáciách laserových zváracích systémov v oblasti lítiových batérií.
Batériové zváranie ventilov s ochranou proti výbuchu
Nevýbušný ventil batérie je tenkostenné teleso ventilu na tesniacej doske batérie. Keď vnútorný tlak batérie prekročí špecifikovanú hodnotu, telo ventilu ventilu odolného proti výbuchu praskne, aby sa zabránilo prasknutiu batérie. Poistný ventil má dômyselnú štruktúru a tento proces má mimoriadne prísne požiadavky na proces laserového zvárania. Pred kontinuálnym laserovým zváraním bol batériový ventil odolný proti výbuchu zváraný pulzným laserovým zváraním a kontinuálne tesniace zváranie sa dosiahlo prekrytím a prekrytím miesta zvárania a miesta zvárania, ale účinnosť zvárania bola nízka a tesniaci výkon bol relatívne slabý. Kontinuálnym laserovým zváraním je možné dosiahnuť vysokorýchlostné a vysokokvalitné zváranie, je možné zaručiť stabilitu zvárania, účinnosť zvárania a výťažnosť.
Zváranie štítkov batérie
Záložky sú zvyčajne rozdelené do 3 materiálov. Kladná elektróda batérie používa hliníkový (Al) materiál a záporná elektróda používa niklový (Ni) materiál alebo pomedený niklový (Ni-Cu) materiál. Vo výrobnom procese napájacích batérií je jedným z krokov zvarenie plôšok a pólov batérie dohromady. Pri výrobe sekundárnej batérie je potrebné ju zvariť s ďalším hliníkovým poistným ventilom. Zváranie musí zabezpečiť nielen spoľahlivé spojenie medzi jazýčkom a tyčou, ale vyžaduje aj hladký a krásny zvarový šev.
Bodové zváranie pásov batériových elektród
Materiály používané na výrobu pásikov elektród batérií zahŕňajú čisté hliníkové pásy, niklové pásy, hliníkovo-niklové kompozitné pásy a malé množstvo medených pásikov. Na zváranie pásikov elektród batérií sa vo všeobecnosti používajú pulzné zváracie stroje. S príchodom kvázikontinuálneho laseru QCW od spoločnosti IPG sa tento laser široko používa aj na zváranie pásikov elektród batérií. Zároveň vďaka dobrej kvalite lúča môže byť zvárací bod malý. Má jedinečné výhody pri zváraní vysoko odrazivého hliníkového pásu, medeného pásu a úzkopásmového pólového pásu batérií (šírka pólového pásu je menšia ako 1).5mm).
Plášť napájacej batérie a krycia doska sú utesnené a zvarené
Materiály plášťa napájacích batérií sú hliníková zliatina a nehrdzavejúca oceľ, z ktorých je najpoužívanejšia hliníková zliatina, vo všeobecnosti hliníková zliatina 3003 a niektoré používajú čistý hliník. Nerezová oceľ je materiál s najlepšou laserovou zvárateľnosťou. Či už ide o pulzný alebo kontinuálny laser, možno dosiahnuť zvary s dobrým vzhľadom a výkonom. Použitím kontinuálneho lasera na zváranie tenkých lítiových batérií sa účinnosť môže zvýšiť 5 až 10-krát a vzhľadový efekt a tesniaci výkon sú lepšie. Preto je trendom v tejto aplikačnej oblasti postupne nahrádzať pulzné lasery.
Napájací batériový modul a zváranie PACK
Sériové a paralelné spojenia medzi napájacími batériami sú vo všeobecnosti dokončené zváraním spojovacieho kusu a jednej batérie. Materiály kladných a záporných elektród sa líšia. Vo všeobecnosti existujú 2 druhy materiálov: meď a hliník. Pretože meď a hliník sú zvárané laserom, môžu vytvárať krehké zlúčeniny. Na splnenie požiadaviek aplikácie sa zvyčajne používa ultrazvukové zváranie a laserové zváranie sa všeobecne používa pre meď a meď, hliník a hliník. Zároveň, keďže meď a hliník vedú teplo veľmi rýchlo, majú veľmi vysokú odrazivosť voči laseru a hrúbka spojovacieho kusu je relatívne veľká, je potrebné na dosiahnutie zvárania použiť laser s vyšším výkonom.
To ukazuje, že laserové zváranie sa dostalo do popredia medzi mnohými metódami zvárania. Po prvé, laserové zváranie má vysokú hustotu energie, malú deformáciu zvárania a malú tepelne ovplyvnenú zónu, čo môže účinne zlepšiť presnosť dielov. Zvárací šev je hladký a bez nečistôt, rovnomerný a hustý, bez dodatočných brúsnych prác; po druhé, laserové zváranie môže byť presne kontrolované a zamerané na svetlo. Malé bodky, vysoko presné polohovanie, ľahko dosiahnuteľná automatizácia s mechanickými ramenami, zlepšujú efektivitu zvárania, znižujú počet pracovných hodín a znižujú náklady; okrem toho laserové zváranie tenkých dosiek alebo drôtov s tenkým priemerom nebude také náchylné na pretavenie ako oblúkové zváranie. A dá sa zvárať so širokou škálou materiálov, ktoré dokážu realizovať zváranie medzi rôznymi materiálmi.
Trendy
V súčasnosti rýchly rozvoj nového energetického priemyslu poháňal súčasný rast priemyslu lítium-iónových batérií a priemyslu výroby lítium-iónových batérií, čo poskytuje dobrú pôdu pre rozsiahle použitie laserových rezacích strojov, laserových zváracích strojov a laserových gravírovacích strojov na trhu s lítium-iónovými batériami. Dá sa predvídať, že s neustálym rozvojom nového trhu s energiou, postupným zlepšovaním požiadaviek na kvalitu a neustálym zlepšovaním laserovej technológie sa na trhu s lítium-iónovými batériami bude môcť v budúcnosti uplatniť viac laserových rezačiek a laserových zváračiek a z priemyslu lítium-iónových batérií môže profitovať viac výrobcov laserových strojov.
