Quadratiséiert Lithiumbatterien mat enger Aluminiumschuel hunn vill Virdeeler, wéi einfach Struktur, gutt Schlagfestigkeit, héich Energiedicht a grouss Zellkapazitéit. Si waren ëmmer d'Haaptrichtung vun der Produktioun an Entwécklung vu Lithiumbatterien am Inland a maachen méi wéi 40% vum Maart aus.
D'Struktur vun der Lithiumbatterie aus véiereckeger Aluminiumschuel ass wéi an der Figur gewisen, déi aus dem Batteriekär (positiv an negativ Elektrodenblieder, Separator), dem Elektrolyt, der Schuel, dem Deckel an anere Komponenten zesummegesat ass.
Quadratesche Aluminiumschuel-Lithium-Batteriestruktur
Wärend dem Fabrikatiouns- a Montageprozess vu Lithiumbatterien mat enger quadratescher Aluminiumschuel gëtt eng grouss Zuel vu ...LaserschweißenProzesser sinn néideg, wéi zum Beispill: Schweessen vu mëllen Verbindungen vun Batteriezellen an Deckplacken, Schweessen vun Deckplackendichtung, Schweessen vun Dichtungsnägel, etc. Laserschweißen ass déi wichtegst Schweessmethod fir prismatesch Kraaftbatterien. Wéinst senger héijer Energiedicht, gudder Energiestabilitéit, héijer Schweesspräzisioun, einfacher systematescher Integratioun a villen anere Virdeeler,Laserschweißenass onverzichtbar am Produktiounsprozess vu prismateschen Aluminiumschuel-Lithium-Batterien. Roll.
Maven 4-Achs automatesch GalvanometerplattformFaserlaser-Schweissmaschinn
D'Schweißnaht vun der ieweschter Deckeldichtung ass déi längste Schweessnaht an der Quadrat-Aluminiumschuelbatterie, an et ass och déi Schweessnaht, déi am längsten Zäit brauch fir ze schweessen. An de leschte Joren huet sech d'Lithium-Batterieproduktiounsindustrie séier entwéckelt, an d'Laserschweißprozesstechnologie fir d'Oberdeckeldichtung an hir Ausrüstungstechnologie hunn sech och séier entwéckelt. Baséierend op der ënnerschiddlecher Schweißgeschwindegkeet an der Leeschtung vun der Ausrüstung deele mir d'Laserschweißausrüstung an d'Prozesser vun der ieweschter Deckeldichtung ongeféier an dräi Äraen an. Si sinn d'1.0 Ära (2015-2017) mat enger Schweißgeschwindegkeet vu <100mm/s, d'2.0 Ära (2017-2018) mat 100-200mm/s, an d'3.0 Ära (2019-) mat 200-300mm/s. Déi folgend wäert d'Entwécklung vun der Technologie um Wee vun der Zäit aféieren:
1. D'1.0 Ära vun der Laser-Schweisstechnologie fir den Top Cover
Schweessgeschwindegkeet100mm/s
Vun 2015 bis 2017 hunn déi nei Energieautoen am Inland ugefaangen ze explodéieren, ugedriwwe vun der Politik, an d'Batterieindustrie huet ugefaangen ze expanéieren. D'Technologieakkumulatioun an d'Talenterreserven vun den inlännesche Betriber sinn awer nach relativ kleng. Verwandte Batterieproduktiounsprozesser an Ausrüstungstechnologien sinn och nach an hire Kannerschong, an de Grad vun der Automatiséierung vun Ausrüstung ass relativ niddreg, an d'Ausrüstungshersteller hunn eréischt ugefaangen, sech op d'Produktioun vu Batterien opzepassen an d'Investitiounen an Fuerschung an Entwécklung ze erhéijen. An dëser Phas sinn d'Produktiounseffizienzufuerderunge vun der Industrie fir Quadratbatterie-Laser-Dichtungsausrüstung normalerweis 6-10PPM. D'Ausrüstungsléisung benotzt normalerweis en 1kw Faserlaser, deen duerch en normale ... ausstraalt.Laser-Schweisskopf(wéi op der Foto gewisen), an de Schweesskapp gëtt vun engem Servo-Plattformmotor oder engem Linearmotor ugedriwwen. Bewegung a Schweessen, Schweessgeschwindegkeet 50-100mm/s.
Mat engem 1kw Laser fir den ieweschten Deckel vum Batteriekär ze schweessen
An derLaserschweißenProzess, wéinst der relativ gerénger Schweessgeschwindegkeet an der relativ laanger thermescher Zykluszäit vun der Schweess, huet de geschmollte Pool genuch Zäit fir ze fléissen a fest ze ginn, an de Schutzgas kann de geschmollte Pool besser ofdecken, wouduerch et einfach ass, eng glat a voll Uewerfläch ze kréien, Schweesser mat enger gudder Konsistenz, wéi hei ënnendrënner gewisen.
Schweessnahtbildung fir d'Schweißen vun der ieweschter Deckel mat niddreger Geschwindegkeet
Wat d'Ausrüstung ugeet, obwuel d'Produktiounseffizienz net héich ass, ass d'Struktur vun der Ausrüstung relativ einfach, d'Stabilitéit ass gutt an d'Käschte vun der Ausrüstung sinn niddreg, wat de Bedierfnesser vun der Industrieentwécklung an dëser Phas gutt gerecht gëtt an d'Grondlag fir déi spéider technologesch Entwécklung leet.
Och wann d'Ära vun der ieweschter Deckeldichtungsschweißen 1.0 d'Virdeeler vun enger einfacher Ausrüstungsléisung, niddrege Käschten a gudder Stabilitéit huet, sinn hir inherent Limitatiounen awer och ganz offensichtlech. Wat d'Ausrüstung ugeet, kann d'Motorleistung net den Ufuerderunge fir eng weider Erhéijung vun der Geschwindegkeet decken; wat d'Technologie ugeet, féiert eng einfach Erhéijung vun der Schweißgeschwindegkeet an der Laserleistung fir eng weider Beschleunegung zu enger Instabilitéit am Schweißprozess an enger Ofsenkung vum Ausbezuelungsausgang: eng Erhéijung vun der Geschwindegkeet verkierzt d'Zäit vum Schweißthermesche Zyklus, an de Schmelzprozess vum Metall ass méi intensiv, d'Sprëtzer huelen zou, d'Adaptabilitéit un Ongereinheeten ass méi schlecht, an et ass méi wahrscheinlech, datt sech Sprëtzlächer bilden. Gläichzäiteg gëtt d'Erstarrungszäit vum Schmelzbad verkierzt, wat zu enger rauer Schweißoberfläche féiert an enger reduzéierter Konsistenz. Wann de Laserpunkt kleng ass, ass den Hëtztzougang net grouss an de Sprëtzer kann reduzéiert ginn, awer d'Déift-Breet-Verhältnis vun der Schweißnaht ass grouss an d'Schweißbreet ass net genuch; wann de Laserpunkt grouss ass, muss eng méi grouss Laserleistung agefouert ginn, fir d'Breet vun der Schweißnaht ze erhéijen. Grouss, awer gläichzäiteg féiert et zu méi Schweesssprëtzer a schlechter Uewerflächenformungsqualitéit vun der Schweess. Ënnert dem techneschen Niveau an dëser Phas bedeit eng weider Beschleunegung, datt d'Ausbezuelung géint Effizienz ausgetosch muss ginn, an d'Ufuerderunge fir d'Moderniséierung vun Ausrüstung an der Prozesstechnologie sinn zu Ufuerderunge vun der Industrie ginn.
2. D'2.0 Ära vun der Top CoverLaserschweißenTechnologie
Schweessgeschwindegkeet 200 mm/s
Am Joer 2016 louch d'installéiert Kapazitéit vun Autosbatterien a China bei ongeféier 30,8 GWh, am Joer 2017 bei ongeféier 36 GWh, an am Joer 2018, wat eng weider Explosioun ageleet huet, huet déi installéiert Kapazitéit 57 GWh erreecht, eng Erhéijung vun 57% am Verglach zum Vorjoer. Nei Energie-Persounefahrzeugen hunn och bal eng Millioun produzéiert, eng Erhéijung vun 80,7% am Verglach zum Vorjoer. Hannert der Explosioun vun der installéierter Kapazitéit steet d'Verëffentlechung vun der Produktiounskapazitéit vu Lithiumbatterien. Nei Energie-Persounefahrzeugbatterien maachen méi wéi 50% vun der installéierter Kapazitéit aus, wat och bedeit, datt d'Ufuerderunge vun der Industrie un d'Leeschtung a Qualitéit vun de Batterien ëmmer méi streng ginn, an déi begleedend Verbesserungen an der Technologie vun der Produktiounsausrüstung an der Prozesstechnologie sinn och an eng nei Ära agaangen: fir d'Ufuerderunge vun der Eenzellinn-Produktiounskapazitéit ze erfëllen, muss d'Produktiounskapazitéit vun Top-Cover-Laser-Schweissausrüstung op 15-20 PPM erhéicht ginn, an hir ...LaserschweißenD'Geschwindegkeet muss 150-200 mm/s erreechen. Dofir hunn verschidden Ausrüstungshiersteller wat d'Undriffsmotoren ugeet, d'Linearmotorplattform sou verbessert, datt hire Bewegungsmechanismus den Ufuerderunge fir d'Beweegungsleistung fir d'Schweißen mat enger rechteckeger Trajektorie vun 200 mm/s entsprécht; awer fir d'Schweißqualitéit ënner Héichgeschwindegkeetsschweißen ze garantéieren, brauche weider Prozessduerchbréch, an d'Entreprisen an der Industrie hunn vill Exploratiounen a Studien duerchgefouert: Am Verglach mat der 1.0 Ära ass de Problem, mat deem d'Héichgeschwindegkeetsschweißen an der 2.0 Ära konfrontéiert sinn: Wann een normal Faserlaser benotzt fir eng eenzeg Punktliichtquell duerch normal Schweessköpf auszeginn, ass et schwéier, d'Ufuerderung vun 200 mm/s z'erfëllen.
An der ursprénglecher technescher Léisung kann den Effekt vum Schweessformen nëmme kontrolléiert ginn duerch d'Konfiguratioun vun Optiounen, d'Upassung vun der Punktgréisst an d'Upassung vu Basisparameter wéi Laserleistung: wann eng Konfiguratioun mat engem méi klenge Punkt benotzt gëtt, ass d'Schlëssellach vum Schweessbad kleng, d'Form vum Bad ass onstabil an d'Schweess gëtt onstabil. D'Nahtschmelzbreet ass och relativ kleng; wann eng Konfiguratioun mat engem gréissere Liichtfleck benotzt gëtt, wäert d'Schlëssellach eropgoen, awer d'Schweessleistung wäert däitlech eropgoen an d'Sprëtz- a Sprenglachraten wäerten däitlech eropgoen.
Theoretesch, wann Dir den Schweessbildungseffekt vun Héichgeschwindegkeet garantéiere wëlltLaserschweißenvun der ieweschter Deckel, musst Dir déi folgend Ufuerderungen erfëllen:
① D'Schweißnaht huet eng ausreechend Breet an d'Verhältnes vun der Déift zur Breet vun der Schweißnaht ass passend, wat erfuerdert, datt den Hëtzwierkungsberäich vun der Liichtquell grouss genuch ass an d'Schweißlinnenergie an engem verstännege Beräich läit;
② D'Schweißnaht ass glat, dofir muss d'Thermozykluszäit vun der Schweißnaht während dem Schweessprozess laang genuch sinn, fir datt de Schmelzbad genuch Flëssegkeet huet an d'Schweißnaht ënner dem Schutz vum Schutzgas zu enger glatter Metallschweißnaht fest gëtt;
③ D'Schweißnaht huet eng gutt Konsistenz a wéineg Poren a Lächer. Dëst erfuerdert, datt de Laser während dem Schweessprozess stabil um Werkstéck wierkt, an datt den héichenergetesche Plasmastral kontinuéierlech generéiert gëtt an op der bannenzeger Säit vum Schmelzbad wierkt. De Schmelzbad produzéiert ënner der Plasma-Reaktiounskraaft e "Schlëssel". E "Lach", d'Schlëssellach ass grouss genuch a stabil genuch, sou datt de generéierte Metalldamp a Plasma net einfach erausgeworf ginn a Metalldrëpsen erausbréngen, wouduerch Sprëtzer entstinn, an de Schmelzbad ronderëm d'Schlëssellach net einfach zesummebrécht a Gas mat sech bréngt. Och wann Friemkierper während dem Schweessprozess verbrennen a Gaser explosiv fräigesat ginn, ass e méi grousst Schlëssellach méi förderlech fir d'Verëffentlechung vun explosive Gaser a reduzéiert d'Bildung vu Metallsprëtzer a Lächer.
Als Äntwert op déi uewe genannte Punkten hunn Batteriefabrikatiounsfirmen a Firmen, déi Ausrüstung hierstellen, an der Industrie verschidden Versich a Praktiken ënnerholl: D'Lithiumbatterieproduktioun gëtt zënter Joerzéngten a Japan entwéckelt, an déi entspriechend Produktiounstechnologien hunn d'Féierung iwwerholl.
Am Joer 2004, wéi d'Faserlasertechnologie nach net wäit kommerziell agesat war, huet Panasonic LD-Hallefleederlaser a Pulslampe-gepompelt YAG-Laser fir eng gemëscht Ausgab benotzt (d'Schema gëtt an der Figur hei ënnendrënner gewisen).
Schema vun der Multilaser-Hybrid-Schweisstechnologie an der Struktur vum Schweisskopf
De Liichtfleck mat héijer Leeschtungsdicht, deen duerch de gepulstenYAG-Lasermat engem klenge Punkt gëtt benotzt fir op d'Wierkstéck ze wierkt fir Schweesslächer ze generéieren fir eng genuch Schweessduerchdréngung ze kréien. Gläichzäiteg gëtt den LD-Hallefleederlaser benotzt fir e kontinuéierleche CW-Laser ze liwweren fir d'Wierkstéck virzehëtzen an ze schweessen. De geschmollte Pool während dem Schweessprozess liwwert méi Energie fir méi grouss Schweesslächer ze kréien, d'Breet vun der Schweessnaht ze erhéijen an d'Zoumaachzäit vun de Schweesslächer ze verlängeren, wouduerch dem Gas am geschmollte Pool hëlleft ze entkommen an d'Porositéit vun der Schweessnaht ze reduzéieren, wéi hei ënnendrënner gewisen.
Schematesch Diagramm vun engem HybridLaserschweißen
Dës Technologie uwenden,YAG-Laserenan LD-Laseren mat nëmmen e puer honnert Watt Leeschtung kënne benotzt ginn fir dënn Lithium-Batteriegehäuse mat enger héijer Geschwindegkeet vun 80 mm/s ze schweessen. De Schweesseffekt ass wéi an der Figur gewisen.
Schweissmorphologie ënner verschiddene Prozessparameteren
Mat der Entwécklung an dem Opstig vu Faserlaser hunn Faserlaser gepulst YAG-Laseren an der Lasermetallveraarbechtung lues a lues ersat wéinst hire ville Virdeeler, wéi eng gutt Stralqualitéit, eng héich photoelektresch Konversiounseffizienz, eng laang Liewensdauer, einfach Ënnerhalt an eng héich Leeschtung.
Dofir huet sech d'Laserkombinatioun an der uewe genannter Laser-Hybrid-Schweissléisung zu engem Faserlaser + LD-Hallefleederlaser entwéckelt, an de Laser gëtt och koaxial iwwer e spezielle Veraarbechtungskopf ausgestraalt (de Schweisskopf ass an der Figur 7 gewisen). Wärend dem Schweissprozess ass de Laserwierkungsmechanismus deeselwechten.
Komposit-Laser-Schweissverbindung
An dësem Plang, de gepulsteYAG-Lasergëtt duerch e Faserlaser mat besserer Stralqualitéit, méi grousser Leeschtung a kontinuéierlecher Leeschtung ersat, wat d'Schweissgeschwindegkeet däitlech erhéicht an eng besser Schweessqualitéit erreecht (de Schweesseffekt gëtt an der Figur 8 gewisen). Dëse Plang ass dofir och vu verschiddene Clienten bevorzugt. Aktuell gëtt dës Léisung bei der Produktioun vu Schweessdichtung fir den Deckel vun der Batterie benotzt a kann eng Schweessgeschwindegkeet vun 200 mm/s erreechen.
Ausgesinn vun der ieweschter Deckelschweißung duerch Hybridlaserschweißen
Obwuel d'Duebelwellenlaser-Schweissléisung d'Schweissstabilitéit vum Héichgeschwindegkeetsschweissen léist an d'Ufuerderunge fir d'Schweissqualitéit vum Héichgeschwindegkeetsschweissen vun Batteriezellen-Deckel erfëllt, gëtt et ëmmer nach e puer Problemer mat dëser Léisung aus der Perspektiv vun der Ausrüstung a vum Prozess.
Éischtens sinn d'Hardwarekomponenten vun dëser Léisung relativ komplex a verlaangen d'Benotzung vun zwou verschiddenen Aarte vu Laser a spezielle Laser-Schweißverbindungen mat zwou Wellelängten, wat d'Investitiounskäschte fir d'Ausrüstung erhéicht, d'Schwieregkeet vun der Ënnerhaltung vun der Ausrüstung erhéicht an d'potenziell Ausfallpunkte vun der Ausrüstung erhéicht;
Zweetens, déi duebel WellelängtLaserschweißenDéi benotzt Verbindung besteet aus verschiddene Sätz vu Lënsen (kuckt Figur 4). De Stroumverloscht ass méi grouss wéi dee vun normale Schweessverbindungen, an d'Lënsenpositioun muss op déi entspriechend Positioun ugepasst ginn, fir de koaxiale Leeschtungsverhältnis vum Duebelwellelängtelaser ze garantéieren. A wann een op eng fix Brennfläch fokusséiert, kann d'Positioun vun der Lëns bei laangfristegem Héichgeschwindegkeetsbetrib locker ginn, wat zu Ännerungen am optesche Wee féiert an d'Schweessqualitéit beaflosst, wat eng manuell Neijustierung erfuerdert;
Drëttens, beim Schweessen ass d'Laserreflexioun staark a kann Ausrüstung a Komponenten liicht beschiedegen. Besonnesch bei der Reparatur vu defekte Produkter reflektéiert déi glat Schweessfläch eng grouss Quantitéit u Laserliicht, wat liicht e Laseralarm ausléise kann, an d'Veraarbechtungsparameter mussen ugepasst ginn fir d'Reparatur.
Fir déi uewe genannten Problemer ze léisen, musse mir eng aner Method fannen fir ze entdecken. An de Joren 2017-2018 hu mir den Héichfrequenzschwank studéiert.LaserschweißenTechnologie vum Batteriedeckel a se an d'Produktiounsapplikatioun bruecht. Laserstrahl-Héichfrequenz-Schwingschweiss (weiderhin Schwingschweiss genannt) ass en anere aktuellen Héichgeschwindegkeets-Schweissprozess vun 200 mm/s.
Am Verglach mat der Hybrid-Laser-Schweissléisung erfuerdert den Hardware-Deel vun dëser Léisung nëmmen e gewéinleche Faserlaser, deen mat engem oszilléierende Laser-Schweisskop gekoppelt ass.
Schwéngkopf Schwéngkopf
Am Schweesskapp ass eng motorgedriwwe Reflektionslëns, déi programméiert ka ginn, fir de Laser ze steieren, fir no dem entworfenen Trajektorietyp (normalerweis kreesfërmeg, S-fërmeg, 8-fërmeg, asw.), der Schwenkamplitude an der Frequenz ze schwenken. Verschidde Schwenkparameter kënnen de Schweessquerschnitt bestëmmen. Et gëtt a verschiddene Formen a verschiddene Gréissten.
Schweißnähten, déi ënner verschiddene Schwéngungsbunnen kritt goufen
De Schwéngkapp fir Héichfrequenzschweißen gëtt vun engem Linearmotor ugedriwwen, fir laanscht d'Lück tëscht de Werkstécker ze schweessen. Jee no der Wanddicke vun der Zellhüll ginn déi entspriechend Schwéngbunnsart an Amplitude ausgewielt. Beim Schweessen bilt de statesche Laserstrahl nëmmen e V-fërmegen Schweessquerschnitt. Wéi och ëmmer, ugedriwwe vum Schwéngkapp schwéngt de Stralpunkt mat héijer Geschwindegkeet op der Brennfläch a bildt e dynamescht a rotéierend Schweessschlëssellach, wat e passend Verhältnes tëscht Schweessdéift a Breet erreeche kann;
Dat rotéierend Schweissschlëssellach réiert d'Schweiss. Op der enger Säit hëlleft et dem Gas ze entkommen a reduzéiert d'Schweissporen, an huet e gewëssen Effekt op d'Reparatur vun de Lächer am Explosiounspunkt vun der Schweiss (kuckt Figur 12). Op der anerer Säit gëtt de Schweissmetall op eng uerdentlech Manéier erhëtzt a gekillt. D'Zirkulatioun léisst d'Uewerfläch vun der Schweiss e reegelméissegt an uerdentlecht Fëschschuppenmuster erscheinen.
Schwenkschweissnahtbildung
Adaptabilitéit vu Schweißnähten un Lackkontaminatioun ënner verschiddene Schwéngungsparameteren
Déi uewe genannten Punkten erfëllen déi dräi grondleeënd Qualitéitsufuerderunge fir d'Héichgeschwindegkeetsschweißen vum ieweschten Deckel. Dës Léisung huet aner Virdeeler:
① Well de gréissten Deel vun der Laserleistung an dat dynamescht Schlëssellach injizéiert gëtt, gëtt de externen zerstreete Laser reduzéiert, sou datt nëmmen eng méi kleng Laserleistung gebraucht gëtt, an d'Schweisswärmezufuhr relativ niddreg ass (30% manner wéi beim Kompositschweissen), wat d'Ausrüstungsverloscht an den Energieverloscht reduzéiert;
② D'Schwéngschweessmethod huet eng héich Adaptabilitéit un d'Montagequalitéit vun de Werkstécker a reduzéiert Mängel, déi duerch Problemer wéi Montageschritte verursaacht ginn;
③D'Schwéngschweessmethod huet e staarken Reparatureffekt op Schweesslächer, an d'Ausbezuelungsquote vun dëser Method fir d'Reparatur vu Schweesslächer am Batteriekär ass extrem héich;
④De System ass einfach, an d'Debugging an d'Ënnerhalt vun der Ausrüstung si einfach.
3. D'3.0 Ära vun der Laser-Schweisstechnologie fir den Top Cover
Schweessgeschwindegkeet 300 mm/s
Well nei Energiesubventiounen weider zréckgoen, ass bal déi ganz Industriekette vun der Batterieproduktiounsindustrie an e roude Mier gefall. D'Industrie ass och an eng Ëmbildungsphase agaangen, an den Undeel vun de féierende Firmen mat Skala- a technologesche Virdeeler ass weider eropgaang. Awer gläichzäiteg wäert "d'Verbesserung vun der Qualitéit, d'Reduktioun vun de Käschten an d'Erhéijung vun der Effizienz" zum Haaptthema vu ville Firmen ginn.
An enger Period vu geréngen oder guer kengen Subventiounen, kënne mir nëmmen duerch iterativ Technologieupgrades, eng méi héich Produktiounseffizienz, eng Reduktioun vun de Produktiounskäschte vun enger eenzeger Batterie an eng Verbesserung vun der Produktqualitéit eng zousätzlech Chance hunn, am Concours ze gewannen.
Han's Laser investéiert weiderhin an d'Fuerschung iwwer Héichgeschwindegkeets-Schweisstechnologie fir Batteriezellen-Deckel. Nieft de verschiddene Prozessmethoden, déi uewe beschriwwe goufen, ënnersicht et och fortgeschratt Technologien wéi Ringlaser-Schweisstechnologie a Galvanometerlaser-Schweisstechnologie fir Batteriezellen-Deckel.
Fir d'Produktiounseffizienz weider ze verbesseren, gouf d'Technologie vun der Top Cover-Schweißen mat enger Geschwindegkeet vun 300 mm/s an enger méi héijer Geschwindegkeet ënnersicht. Han's Laser huet an de Joren 2017-2018 d'Dichtung mat engem Scangalvanometer-Laserschweißen ënnersicht, andeems hien déi technesch Schwieregkeeten duerch de schwierege Gasschutz vum Werkstéck beim Galvanometerschweißen an de schlechten Effekt vun der Schweißuewerfläche geléist huet, an domat eng Geschwindegkeet vun 400-500 mm/s erreecht huet.Laserschweißenvum Zelldeckel. D'Schweißen dauert nëmmen 1 Sekonn fir eng 26148 Batterie.
Wéinst der héijer Effizienz ass et awer extrem schwéier, ënnerstëtzend Ausrüstung z'entwéckelen, déi der Effizienz entsprécht, an d'Käschte fir d'Ausrüstung si héich. Dofir gouf keng weider kommerziell Uwendungsentwécklung fir dës Léisung duerchgefouert.
Mat der weiderer Entwécklung vunFaserlaserTechnologie, nei héichleeschtungsfäeg Faserlaser, déi direkt réngfërmeg Liichtflecken ausginn kënnen, goufen agefouert. Dës Zort Laser kann Punktringlaserflecken duerch speziell méischichteg optesch Faseren ausginn, an d'Fleckform an d'Kraaftverdeelung kënnen ugepasst ginn, wéi an der Figur gewisen.
Schweißnähten, déi ënner verschiddene Schwéngungsbunnen kritt goufen
Duerch Upassung kann d'Laserleistungsdichtverdeelung an eng Punkt-Donut-Top-Hut-Form gemaach ginn. Dës Zort Laser gëtt Corona genannt, wéi an der Figur gewisen.
Verstellbare Laserstrahl (jeeweils: Mëttelliicht, Mëttelliicht + Réngliicht, Réngliicht, zwee Réngliichter)
Am Joer 2018 gouf d'Uwendung vu verschiddene Laser vun dësem Typ beim Schweessen vun Aluminiumschuel-Batteriezellen-Deckeldeckele getest, a baséiert op dem Corona-Laser gouf d'Fuerschung iwwer d'3.0-Prozesstechnologie-Léisung fir d'Lasersschweessen vu Batteriezellen-Deckeldeckele gestart. Wann de Corona-Laser am Punktringmodus ausgëtt, sinn d'Charakteristike vun der Leeschtungsdichte vu sengem Ausgangsstral ähnlech wéi déi vum Komposit-Ausgang vun engem Hallefleiter-+Faserlaser.
Wärend dem Schweessprozess bilt d'Mëttelpunktliicht mat héijer Leeschtungsdicht e Schlëssellach fir déif Penetratiounsschweißen, fir eng genuch Schweesspenetratioun ze kréien (ähnlech wéi d'Ausgab vum Faserlaser an der Hybridschweißléisung), an d'Ringliicht suergt fir eng méi grouss Hëtztinput, vergréissert d'Schleisslach, reduzéiert den Impakt vu Metalldamp a Plasma op dat flëssegt Metall um Rand vum Schlëssellach, reduzéiert de resultéierende Metallspritz an erhéicht d'thermesch Zykluszäit vun der Schweess, wouduerch dem Gas am geschmollte Pool fir eng méi laang Zäit entkomme kann an d'Stabilitéit vun Héichgeschwindegkeetsschweißprozesser verbessert gëtt (ähnlech wéi d'Ausgab vu Hallefleederlaser an Hybridschweißléisungen).
Am Test hu mir dënnwandeg Schuelbatterien geschweesst a festgestallt, datt d'Konsistenz vun der Schweißgréisst gutt an d'Veraarbechtungskapazitéit CPK gutt war, wéi an der Figur 18 gewisen.
Ausgesinn vun der Batteriedeckelschweißung mat enger Wanddicke vun 0,8 mm (Schweißgeschwindegkeet 300 mm/s)
Wat d'Hardware ugeet, ass dës Léisung am Géigesaz zu der Hybrid-Schweissléisung einfach a brauch keng zwee Laseren oder e speziellen Hybrid-Schweisskop. Si brauch nëmmen e gewéinleche Laser-Schweisskop mat héijer Leeschtung (well nëmmen eng optesch Faser e Laser mat enger Wellelängt ausgëtt, ass d'Lënsenstruktur einfach, et ass keng Upassung néideg an de Stroumverloscht ass niddreg), wat d'Debuggen an d'Ënnerhalt einfach mécht, an d'Stabilitéit vun der Ausrüstung gëtt däitlech verbessert.
Nieft dem einfache System vun der Hardware-Léisung an der Erfëllung vun den Ufuerderunge vum Héichgeschwindegkeets-Schweißprozess vum Batteriezellen-Deckel huet dës Léisung aner Virdeeler a Prozessapplikatiounen.
Am Test hu mir den ieweschten Deckel vun der Batterie mat enger héijer Geschwindegkeet vun 300 mm/s geschweesst, an trotzdem gutt Schweessnahtbildungseffekter erreecht. Ausserdeem kann een, fir Gehäuse mat verschiddene Wanddicken vun 0,4, 0,6 an 0,8 mm, nëmmen duerch d'Upassung vum Laser-Ausgangsmodus gutt Schweessen duerchféieren. Fir Hybrid-Schweessléisungen mat Duebelwellenlängten ass et awer néideg, d'optesch Konfiguratioun vum Schweesskapp oder Laser z'änneren, wat méi héich Ausrüstungskäschten a Käschte fir d'Debugging mat sech bréngt.
Dofir, de PunktringpunktLaserschweißenDës Léisung kann net nëmmen Ultra-High-Speed-Schweißen vun den Deckeldeckelen mat 300 mm/s erreechen an d'Produktiounseffizienz vun den Akkuen verbesseren. Fir Batteriefabrikatiounsfirmen, déi reegelméisseg Modellwiessele brauchen, kann dës Léisung och d'Qualitéit vun den Ausrüstung an de Produkter, d'Kompatibilitéit mat hinnen däitlech verbesseren, andeems d'Zäit fir de Modellwiessel an d'Debugging verkierzt gëtt.
Ausgesinn vun der Batteriedeckelschweißung mat enger Wanddicke vun 0,4 mm (Schweißgeschwindegkeet 300 mm/s)
Ausgesinn vun der Batteriedeckelschweißung mat enger Wanddicke vun 0,6 mm (Schweißgeschwindegkeet 300 mm/s)
Corona-Laser-Schweissduerchdréngung fir dënnwandeg Zellschweiss - Prozessméiglechkeeten
Nieft dem uewe genannten Corona-Laser hunn AMB-Laseren an ARM-Laseren ähnlech optesch Ausgangseigenschaften a kënne benotzt ginn, fir Problemer ze léisen, wéi d'Verbesserung vum Laserschweißsprëtzer, d'Verbesserung vun der Schweessuewerflächenqualitéit an d'Verbesserung vun der Héichgeschwindegkeetsstabilitéit.
4. Resumé
Déi verschidde Léisunge ginn all an der aktueller Produktioun vun nationalen an auslännesche Lithium-Batterie-Produktiounsfirmen agesat. Wéinst den ënnerschiddleche Produktiounszäiten an dem ënnerschiddlechen techneschen Hannergrond ginn ënnerschiddlech Prozessléisungen an der Industrie wäit verbreet, awer d'Entreprisen hunn méi héich Ufuerderungen un Effizienz a Qualitéit. Si verbessert sech stänneg, a méi nei Technologien ginn geschwënn vun Entreprisen un der Spëtzt vun der Technologie agesat.
Déi nei Energiebatterieindustrie a China huet relativ spéit ugefaangen an huet sech séier entwéckelt, ugedriwwe vun nationaler Politik. Verwandt Technologien hunn sech mat de gemeinsame Beméiunge vun der ganzer Industriekette weiderentwéckelt an hunn den Ofstand zu aussergewéinleche internationale Firmen ëmfaassend verkierzt. Als nationale Produzent vu Lithiumbatterienausrüstung exploréiert Maven och stänneg seng eege Virdeelberäicher, hëlleft iterativ Upgrades vu Batterieausrüstung a bitt besser Léisunge fir déi automatiséiert Produktioun vun neien Energiespeicherbatteriemoduler.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 19. September 2023
