Ласерско заваривање: високе процесне баријере, нове технологије батерија као што су велики цилиндри који повлаче запремину заваривања нагоре
Ласерска технологија се користи у резању, чишћењу, заваривању и кодирању литијумских батерија због своје високе ефикасности, флексибилности, поузданости и стабилности, малог губитка материјала за заваривање, високе аутоматизације и сигурности. Вођена снажном подршком националних политика и убрзаном промоцијом и применом нових енергетских возила, потражња за акумулаторима за аутомобиле у Кини је значајно порасла. У три основне компоненте нове енергије возила батерија, мотор, електрична контрола, главна компонента снаге литијумске батерије у цени возила заузимају велики удео, али и директно одређују домет возила. Производња литијумских батерија се састоји од низа процеса, који су подељени у три главна дела: производња електрода, производња ћелија и монтажа батерија. Квалитет литијумске батерије директно одређује перформансе новог енергетског возила и стога захтева највећу прецизност у процесу производње. Ласерска технологија, као напредни "лаки" производни алат, користи се у процесима сечења, чишћења, заваривања и кодирања компоненти литијумских батерија, због своје високе ефикасности и прецизности, флексибилности, поузданости и стабилности, малог губитка материјала за заваривање, аутоматизације. и безбедност.
2. Ласерско заваривање: високе баријере у процесу, нове технологије батерија као што су велики цилиндри који повлаче запремину заваривања нагоре
2.1 Принцип: Да би се гарантовала сигурност батерије, квалитет заваривања зависи од контроле ласерске енергије и параметара процеса.
Ласерско заваривање има многе предности као што су дубоко топљење, велика брзина и ниско изобличење, што може значајно побољшати сигурност батерија за напајање. Као модерна технологија заваривања, ласерско заваривање има предности дубоког топљења, велике брзине, ниске деформације, ниских захтева за окружење заваривања, велике густине снаге, није под утицајем магнетних поља, није ограничено на проводљиве материјале, не захтева услове рада у вакууму. и не производи рендгенске зраке током процеса заваривања, итд. Широко се користи у области врхунске прецизне производње, посебно у индустрији нових енергетских возила и електричних батерија. Делови за заваривање акумулатора су бројни, тешки и захтевају високу прецизност. Произвођачи електричних батерија такође имају високе захтеве за аутоматизацију, безбедност, прецизност и ефикасност обраде опреме за производњу батерија. Јединствене предности технологије ласерског заваривања могу значајно побољшати сигурност, поузданост и конзистентност батерија, смањити трошкове и продужити радни век, што га чини оптималним избором за произвођаче електричних батерија.
Главни основни елементи који одређују квалитет ласерског заваривања су контрола ласерске енергије и технологија процеса заваривања. Контрола ласерске енергије: ①Пошто материјал који се завари има различите стопе апсорпције за различите таласне дужине ласерске светлости (која може да варира од 5 процената до 50 процената), избор ласерског извора може направити велику разлику. Да би се заварени део испоручио уједначен и стабилан ласерски сноп за заваривање, излазна снага ласера мора бити доследна или прецизно контролисана. Превише мала снага ће довести до недовољног растапања заваривања и утицати на квалитет заваривања, превелика снага или флуктуације горе-доле ће довести до прскања, порозности и других нежељених ефеката. Стога, контрола ласерског извора постаје једна од најкритичнијих технологија за ласерско заваривање.
②Ефекат ласерског заваривања је сложен, повезан са десетинама фактора као што су таласна дужина ласера, густина снаге, време заваривања, угао главе заваривања, фокусна удаљеност, брзина ласерске апсорпције и чистоћа вара, дебљина и топлотна проводљивост шава, тип и проток заштитног гаса. Стога је технологија ласерског заваривања такође један од кључних фактора који утичу на квалитет заваривања, захтевајући од техничара процеса ласерског заваривања да континуирано истражују сажетак, само дуг период експерименталне акумулације може добити добре резултате заваривања.
Према принципу рада заваривање се може поделити у пет типова, у зависности од захтева примене, бирају се различите методе заваривања како би се постигли најбољи резултати. У зависности од принципа рада, ласерско заваривање се може поделити у пет категорија: заваривање проводљивошћу топлоте, заваривање дубоком фузијом, композитно заваривање, ласерско лемљење и заваривање ласером. У зависности од купца и примене обраде, бира се одговарајући метод заваривања како би се постигли најбољи могући резултати заваривања.
2.2 Статус апликације: производња језгра, заваривање у пакету у вредности од око 10-30 милиона/ГВх
Ласерско заваривање се користи у производњи енергетских ћелија у процесу производње ћелија и у процесу акумулатора. У производњи енергетских ћелија, главни сегменти који користе ласерско заваривање укључују: ①Средњи процес: заваривање умеца (укључујући пред-заваривање), тачкасто заваривање стубних трака, претходно заваривање језгара у шкољку, заваривање горњег дела поклопац спољашњег омотача, заваривање отвора за убризгавање течности, итд. ②Накнадни процес: укључујући заваривање прикључног дела у модулу батеријског пакета и заваривање вентила отпорног на експлозију на поклопцу иза модула, итд. Обим вредности пре заваривања је око 10-30 милиона јуана/ГВх. Опрема за ласерско заваривање у произвођаче електричних батерија за улагање у око 5-15 процената, према улагању у опрему за једну батерију у ГВх од око 200 милиона јуана, тренутно улагање у опрему за ласерско заваривање батерије за напајање од 10 милиона до 30 милиона јуана милиона јуана.
2.3 Потражња: Фабрике полупроводника повећавају капиталне издатке усред глобалног „несташице језгра“, бум опреме наставља узлазно
4680 Велики цилиндри имају веће захтеве за ласерске процесе, а очекује се да ће запремина заваривања порасти у поређењу са квадратним ћелијама и малим цилиндрима. Ћелија 4680 захтева захтевнији ласерски процес, а неконтролисани облик ушица је тежак процес. Батерија 4680 користи процес пуне удубљења, разбијајући калуп традиционалне батерије са једним позитивним и једним негативним краком, која је склона кратким спојевима, а производи се са два затворена дела, што је главна препрека продирању електролита, а више ушица је тешко уредно савијати и захтевају виши ласерски процес. 4680 Ласерско заваривање великих цилиндричних ћелија се повећало у смислу процеса заваривања и потребне опреме за заваривање у поређењу са квадратним ћелијама и малим цилиндричним ћелијама. У поређењу са квадратним ћелијама, процес ласерског заваривања за пуну ушицу великог цилиндра је повећан са 5 на 7 пролаза. Што се тиче малих цилиндричних ћелија, појединачна ГВх линија има 5 додатних апарата за заваривање у поређењу са ћелијским линијама 18650 и 21700. У комбинацији са горе наведеним, верујемо да се очекује да ће потражња за ласерским заваривањем 4680 великих цилиндара расти у поређењу са квадратним ћелијама и малим цилиндрима.
Друга технологија веза за заваривање: да би се решио проблем заваривања различитих метала, као што је очекивано да ће се батерија у заваривању сабирница заменити ласерским заваривањем, сматрамо да се, како процес ласерског заваривања наставља да напредује, очекује продор ласерског заваривања да се креће горе. Пример је Ал/Цу хетерогено метално лемљење сабирница у позадинским модулима/пакетима квадратних ћелија. ①Слаба апсорпција светлости Ал и Цу и склоност ка стварању високо ломљивих металних једињења представљају Ал/Цу потешкоће: ласерско заваривање Ал/Цу различитих метала има неколико изазовних ограничења због веома различитих физичких својстава материјала Ал и Цу. Један од главних изазова је ниска апсорпција Ал на таласној дужини ласера од 1ум и чак нижа апсорпција Цу; друга су металуршка својства легуре Ал-Цу, тј. високо крто једињење метала може довести до стварања пукотина. Могу се формирати интерметалне фазе са садржајем Цу од 50-80 процената.
Заваривање сабирница још увек није решење за проблем крхких једињења, али је ласерско заваривање вероватан правац. Због лаког формирања крхких једињења између бакра и алуминијума након ласерског заваривања, који не могу испунити захтеве употребе, обично се користе ултразвучно заваривање споља, бакар и бакар, алуминијум и алуминијум се углавном користе за ласерско заваривање. Истовремено, висока брзина преноса топлоте и бакра и алуминијума, висока рефлексија ласера и релативно велика дебљина спојног комада захтевају ласер велике снаге да би се постигао завар. Кроз девет различитих параметара и метода експеримената подешавања, од којих седам има различите добитке, сматрамо да се континуираним напредовањем ласерског процеса у будућности очекује решавање проблема Ал/Цу ласерског заваривања сабирница и ласерско заваривање је највероватнији правац.
