Prije pojave laserske tehnologije, industrija baterija koristila je tradicionalne strojeve za obradu. U usporedbi s tradicionalnom mehaničkom obradom, laserska obrada ima mnoge prednosti i proizvođači litij-ionskih baterija postupno je prepoznaju. Može se koristiti za rezanje metalne folije, rezanje metalne folije, rezanje izolacijske folije. Također se može koristiti za zavarivanje jezičaka, kućišta jezgre baterija, brtvenih čavala, mekih spojeva, protueksplozijskih ventila i baterijskih modula.
Od svog uvođenja 1990. godine, litijeve baterije preferiraju 3C digitalna industrija, industrija električnih alata i druge industrije zbog svoje visoke gustoće energije, visokog napona, zaštite okoliša, dugog vijeka trajanja i brzog punjenja. Njihov doprinos automobilskoj industriji s novim izvorom energije posebno je istaknut. Posljednjih godina pojavila su se vozila s novim izvorom energije. U usporedbi s vozilima na tradicionalna goriva, vozila s novim izvorom energije koriste litijeve baterije kao izvor energije. Budući da industrija litij-ionskih baterija osigurava izvor energije za vozila s novim izvorom energije, tržišni potencijal je ogroman.
Litij-ionska baterija (Li-ionska baterija)
Litij-ionska baterija poznata je i kao litij-ionska baterija, što je vrsta sekundarne baterije (punjive baterije) koja se uglavnom oslanja na kretanje litijevih iona između pozitivne i negativne elektrode za rad. Kao nova vrsta čiste energije, litijeve baterije ne samo da mogu napajati vozila s novom energijom, već i napajati razne proizvode poput električnih vlakova, električnih bicikala i golf automobila.
Ovaj članak će vam reći o laserskoj tehnologiji u proizvodnji baterija i objasniti zašto se u proizvodnji litij-ionskih baterija koriste sustavi laserskog rezanja i sustavi laserskog zavarivanja.
Sustav laserskog rezanja
Proizvodnja litij-ionskih baterija usko je povezana s jednim procesnim korakom. Općenito govoreći, proizvodnja litij-ionskih baterija uključuje 3 dijela: proizvodnju polova, proizvodnju baterijskih ćelija i sastavljanje baterija. U ova 3 glavna procesa, lasersko rezanje je jedan od ključnih procesa.
Proces obrade litij-ionskih baterija zahtijeva visoku točnost, upravljivost i kvalitetu stroja za rezanje. Tijekom korištenja, rezač će se neizbježno istrošiti, a zatim će ispuštati prašinu i stvarati neravnine, što može uzrokovati opasne probleme poput pregrijavanja baterije, kratkog spoja i eksplozije. Kako bi se izbjegla opasnost, prikladnije je koristiti stroj za lasersko rezanje.
U usporedbi s tradicionalnim mehaničkim strojevima za rezanje, laserski sustav rezanja ima prednosti odsustva trošenja alata, fleksibilnih oblika rezanja, kontrole kvalitete rubova, veće točnosti i nižih operativnih troškova, što doprinosi smanjenju troškova proizvodnje, poboljšanju učinkovitosti proizvodnje i znatnom skraćivanju ciklusa rezanja novih proizvoda.
Litijeve baterije, kao ključne komponente vozila na novi pogon, izravno određuju performanse cijelog vozila. S postupnim porastom tržišta vozila na novi pogon, strojevi za lasersko rezanje imat će veliki tržišni potencijal u budućnosti.
Sustav laserskog zavarivanja
Kao ključna komponenta novog energetskog vozila, kvaliteta baterije izravno određuje performanse vozila. Oprema za proizvodnju litij-ionskih baterija općenito uključuje 3 vrste prednje opreme, srednje opreme i stražnje opreme. Točnost i razina automatizacije opreme izravno će utjecati na učinkovitost proizvodnje i konzistentnost proizvoda. Kao alternativa tradicionalnim metodama zavarivanja, laserski zavarivači se široko koriste u opremi za proizvodnju litij-ionskih baterija.
Stroj za lasersko zavarivanje važan je dio proizvodne linije baterija. Princip je učinkovita i precizna metoda zavarivanja koja koristi lasersku zraku visoke gustoće energije kao izvor topline. U usporedbi s tradicionalnim zavarivanjem, lasersko zavarivanje ima mnoge prednosti, uključujući duboko prodiranje, veliku brzinu, malu deformaciju, niske zahtjeve za okolinu zavarivanja, visoku gustoću snage, ne utječe na magnetska polja, nije ograničeno na vodljive materijale i nema potrebe za vakuumom. Široko se koristi u područjima visokokvalitetne precizne proizvodnje, posebno u industriji vozila s novom energijom i baterija.
Od proizvodnje litij-ionskih baterijskih ćelija do sastavljanja baterijskih paketa, zavarivanje je vrlo važan proizvodni proces. Provodljivost, čvrstoća, nepropusnost zraka, zamor metala i otpornost na koroziju litijevih baterija tipični su standardi za procjenu kvalitete zavarivanja baterija. Odabir metode zavarivanja i postupka zavarivanja izravno će utjecati na cijenu, kvalitetu, sigurnost i konzistentnost baterije. Nadalje, STYLECNC će vas upoznati s različitim primjenama sustava laserskog zavarivanja u području litijevih baterija.
Zavarivanje ventila otpornih na eksploziju baterije
Protiveksplozivni ventil baterije je tankostijeno tijelo ventila na brtvenoj ploči baterije. Kada unutarnji tlak baterije prijeđe navedenu vrijednost, tijelo ventila protiveksplozivnog ventila pukne kako bi se spriječilo pucanje baterije. Sigurnosni ventil ima domišljatu strukturu, a ovaj postupak ima izuzetno stroge zahtjeve za lasersko zavarivanje. Prije kontinuiranog laserskog zavarivanja, protiveksplozivni ventil baterije zavaren je pulsirajućim laserskim zavarivanjem, a kontinuirano brtvljenje zavarivanja postignuto je preklapanjem i pokrivanjem mjesta zavarivanja i mjesta zavarivanja, ali učinkovitost zavarivanja bila je niska, a performanse brtvljenja relativno slabe. Kontinuiranim laserskim zavarivanjem može se postići brzo i visokokvalitetno zavarivanje, stabilnost zavarivanja, učinkovitost zavarivanja i prinos su zajamčeni.
Zavarivanje jezička baterije
Jezičci se obično dijele na 3 materijala. Pozitivna elektroda baterije koristi aluminijski (Al) materijal, a negativna elektroda koristi nikalni (Ni) materijal ili bakreni nikalni (Ni-Cu) materijal. U procesu proizvodnje baterija, jedan od koraka je zavarivanje jezičaka i polova baterije. U proizvodnji sekundarne baterije, potrebno ju je zavariti s još jednim aluminijskim sigurnosnim ventilom. Zavarivanje ne samo da mora osigurati pouzdanu vezu između jezička i pola, već zahtijeva i glatki i lijepi šav zavarivanja.
Točkasto zavarivanje trakom elektrode baterije
The materials used for the battery electrode strips include pure aluminum strips, nickel strips, aluminum-nickel composite strips, and a small amount of copper strips. The welding of battery electrode strips generally uses pulse welding machines. With the emergence of IPG's QCW quasi-continuous laser, it has also been widely used in battery electrode strip welding. At the same time, due to its good beam quality, the welding spot can be small. , It has unique advantages in dealing with the welding of high-reflectivity aluminum strip, copper strip and narrow-band battery pole strip (the pole strip width is less than 1.5mm).
Kućište baterije i pokrovna ploča su zatvoreni i zavareni
Materijali za kućište baterija su aluminijske legure i nehrđajući čelik, od kojih se najčešće koristi aluminijska legura, općenito 3003, a neke koriste i čisti aluminij. Nehrđajući čelik je materijal s najboljom laserskom zavarivošću. Bilo da se radi o pulsirajućem ili kontinuiranom laseru, mogu se postići zavari dobrog izgleda i performansi. Korištenjem kontinuiranog lasera za zavarivanje tankoslojnih litijevih baterija, učinkovitost se može povećati za 5 do 10 puta, a izgled i performanse brtvljenja su bolji. Stoga postoji trend postupne zamjene pulsirajućih lasera u ovom području primjene.
Modul baterija i PACK zavarivanje
Serijski i paralelni spojevi između baterija obično se izvode zavarivanjem spojnog dijela i pojedinačne baterije. Materijali pozitivnih i negativnih elektroda su različiti. Općenito postoje dvije vrste materijala: bakar i aluminij. Budući da se bakar i aluminij zavaruju laserom, mogu stvarati krhke spojeve. Kako bi se zadovoljili zahtjevi primjene, obično se koristi ultrazvučno zavarivanje, a lasersko zavarivanje se općenito koristi za bakar i bakar, aluminij i aluminij. Istovremeno, budući da bakar i aluminij vrlo brzo provode toplinu, imaju vrlo visoku reflektivnost prema laseru, a debljina spojnog dijela je relativno velika, potrebno je koristiti laser veće snage za postizanje zavarivanja.
To pokazuje da je lasersko zavarivanje došlo u prvi plan među mnogim metodama zavarivanja. Prvo, lasersko zavarivanje ima visoku gustoću energije, malu deformaciju zavarivanja i malu zonu utjecaja topline, što može učinkovito poboljšati točnost dijelova. Zavareni šav je gladak i bez nečistoća, ujednačen i gust, bez dodatnog brušenja; drugo, lasersko zavarivanje može se precizno kontrolirati i fokusirati na svjetlost. Male točke, visokoprecizno pozicioniranje, lako postići automatizaciju mehaničkim rukama, poboljšavaju učinkovitost zavarivanja, smanjuju radni sati i smanjuju troškove; osim toga, lasersko zavarivanje tankih ploča ili žica tankog promjera neće biti toliko osjetljivo na reflow kao elektrolučno zavarivanje. I može se zavarivati sa širokim rasponom materijala, što može ostvariti zavarivanje između različitih materijala.
Trendovi
Trenutačno, brzi razvoj nove energetske industrije potaknuo je istovremeni rast industrije litij-ionskih baterija i industrije proizvodnje opreme za litij-ionske baterije, što pruža dobro tlo za veliku primjenu strojeva za lasersko rezanje, strojeva za lasersko zavarivanje i strojeva za lasersko graviranje na tržištu litij-ionskih baterija. Predvidljivo je da će se s kontinuiranim razvojem novog energetskog tržišta, postupnim poboljšanjem zahtjeva za kvalitetom i kontinuiranim poboljšanjem laserske tehnologije, u budućnosti na tržištu litij-ionskih baterija moći primijeniti više laserskih rezača i laserskih zavarivača, a više proizvođača laserskih strojeva moći će imati koristi od industrije litij-ionskih baterija.
