سیستم برش و جوش لیزری با دقت بالا در تولید باتری لیتیوم یون

قبل از ظهور فناوری لیزر، صنعت باتری از ماشین آلات سنتی برای پردازش استفاده می کرد. در مقایسه با پردازش مکانیکی سنتی، پردازش لیزری مزایای زیادی دارد و به تدریج توسط تولید کنندگان باتری لیتیوم یون شناخته می شود. می توان از آن برای برش فویل فلزی، برش فویل فلزی، برش فیلم ایزوله استفاده کرد. همچنین می توان از آن در جوشکاری زبانه ها، محفظه های هسته باتری، میخ های آب بندی، اتصالات نرم، ضد انفجار، سوپاپ ها و ماژول های باتری استفاده کرد.

از زمان معرفی آن در سال 1990، باتری های لیتیومی به دلیل چگالی انرژی بالا، ولتاژ بالا، حفاظت از محیط زیست، عمر طولانی و شارژ سریع مورد علاقه 3C دیجیتال، ابزارآلات برقی و سایر صنایع قرار گرفته اند. سهم آنها در صنعت خودروهای انرژی جدید به ویژه برجسته است. در سال‌های اخیر، وسایل نقلیه جدید انرژی ظهور کرده‌اند. در مقایسه با خودروهای سوخت سنتی، خودروهای انرژی جدید از باتری های لیتیومی به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند. به عنوان صنعت باتری لیتیوم یونی که منبع انرژی برای وسایل نقلیه انرژی جدید را فراهم می کند، پتانسیل بازار بسیار زیاد است.

باتری لیتیوم یون (باتری لیتیوم یون)

باتری لیتیوم یونی همچنین به عنوان باتری لیتیوم یون شناخته می شود که نوعی باتری ثانویه (باتری قابل شارژ) است که عمدتاً برای کار به حرکت یون های لیتیوم بین الکترود مثبت و الکترود منفی متکی است. باتری‌های لیتیومی به‌عنوان نوع جدیدی از انرژی پاک، نه‌تنها می‌توانند انرژی وسایل نقلیه با انرژی جدید را تامین کنند، بلکه انرژی محصولات مختلفی مانند قطارهای الکتریکی، دوچرخه‌های برقی و ماشین‌های گلف را نیز تامین می‌کنند.

این مقاله به شما در مورد فناوری لیزر در ساخت باتری های برقی می گوید و توضیح می دهد که چرا در تولید باتری های لیتیومی از سیستم های برش لیزری و سیستم های جوش لیزری استفاده می شود.

سیستم برش لیزری

تولید باتری‌های لیتیوم یونی با یک مرحله فرآیند ارتباط نزدیکی دارد. به طور کلی، تولید باتری های لیتیومی شامل 3 بخش است: ساخت قطعه قطب، ساخت سلول باتری و مونتاژ باتری. در این 3 فرآیند اصلی، برش لیزری یکی از فرآیندهای کلیدی است.

فرآیند پردازش باتری لیتیوم یونی نیازمند دقت بالا، قابلیت کنترل و کیفیت دستگاه برش است. در فرآیند استفاده، دای کاتر به ناچار فرسوده می شود و سپس گرد و غبار می ریزد و سوراخ هایی ایجاد می کند که ممکن است مشکلات خطرناکی مانند گرم شدن بیش از حد باتری، اتصال کوتاه و انفجار ایجاد کند. برای جلوگیری از خطر، استفاده از دستگاه برش لیزری مناسب تر است.

در مقایسه با ماشین‌های برش مکانیکی سنتی، سیستم برش لیزری دارای مزایای عدم سایش ابزار، شکل‌های برش انعطاف‌پذیر، کنترل کیفیت لبه، دقت بالاتر و هزینه‌های عملیاتی پایین‌تر است که منجر به کاهش هزینه‌های تولید، بهبود راندمان تولید و کوتاه‌تر کردن محصولات جدید می‌شود. چرخه برش قالب محصول

باتری های لیتیومی، به عنوان اجزای اصلی وسایل نقلیه انرژی جدید، به طور مستقیم عملکرد کل خودرو را تعیین می کنند. با انفجار تدریجی بازار وسایل نقلیه جدید انرژی، دستگاه های برش لیزری پتانسیل بازار زیادی در آینده خواهند داشت.

سیستم جوش لیزری

به عنوان جزء اصلی یک وسیله نقلیه انرژی جدید، کیفیت باتری نیرو به طور مستقیم عملکرد خودرو را تعیین می کند. تجهیزات تولید باتری لیتیوم یون به طور کلی شامل 3 نوع تجهیزات جلویی، تجهیزات میانی و تجهیزات پشتیبان است. دقت و سطح اتوماسیون تجهیزات به طور مستقیم بر راندمان تولید و ثبات محصول تأثیر می گذارد. به عنوان جایگزینی برای روش های جوشکاری سنتی، جوشکار لیزری به طور گسترده در تجهیزات تولید باتری لیتیوم یون استفاده می شود.

دستگاه جوش لیزری بخش مهمی از خط تولید باتری برق است. اصل یک روش جوشکاری کارآمد و دقیق است که از پرتو لیزر با چگالی بالا به عنوان منبع گرما استفاده می کند. در مقایسه با جوشکاری سنتی، جوش لیزری مزایای زیادی دارد، از جمله نفوذ عمیق، سرعت سریع، تغییر شکل کوچک، نیاز کم به محیط جوشکاری، چگالی توان بالا، عدم تأثیر میدان مغناطیسی، محدود نبودن به مواد رسانا و عدم نیاز به خلاء. به طور گسترده در زمینه های تولید با دقت بالا، به ویژه در وسایل نقلیه جدید انرژی و صنایع باتری های قدرت استفاده می شود.

از ساخت سلول های باتری لیتیوم یون گرفته تا مونتاژ بسته باتری، جوشکاری یک فرآیند تولید بسیار مهم است. رسانایی، استحکام، سفتی هوا، خستگی فلز و مقاومت در برابر خوردگی باتری‌های لیتیومی استانداردهای ارزیابی کیفیت جوشکاری باتری هستند. . انتخاب روش جوشکاری و فرآیند جوشکاری به طور مستقیم بر هزینه، کیفیت، ایمنی و قوام باتری تاثیر می گذارد. بعد، STYLECNC شما را با کاربردهای مختلف سیستم های جوشکاری لیزری در زمینه باتری های لیتیومی آشنا می کند.

جوشکاری دریچه ضد انفجار باتری

سوپاپ ضد انفجار باتری یک بدنه شیر با دیواره نازک روی صفحه آب بندی باتری است. هنگامی که فشار داخلی باتری از مقدار مشخص شده بیشتر شود، بدنه شیر سوپاپ ضد انفجار پاره می شود تا از ترکیدن باتری جلوگیری کند. شیر اطمینان دارای ساختاری مبتکرانه است و این فرآیند دارای الزامات بسیار سختگیرانه ای در فرآیند جوشکاری لیزری است. قبل از جوشکاری مداوم لیزری، شیر ضد انفجار باتری توسط جوش لیزری پالسی جوش داده می شد و جوشکاری آب بندی مداوم از طریق همپوشانی و پوشش نقطه جوش و نقطه جوش حاصل می شد، اما راندمان جوش پایین بود و عملکرد آب بندی نسبتاً داشت. فقیر جوشکاری لیزری مداوم می تواند به جوشکاری با سرعت و کیفیت بالا دست یابد، پایداری جوشکاری، راندمان جوشکاری و عملکرد را می توان تضمین کرد.

جوشکاری تب باتری

زبانه ها معمولا به 3 ماده تقسیم می شوند. الکترود مثبت باتری از مواد آلومینیوم (Al) و الکترود منفی از مواد نیکل (Ni) یا مواد نیکل با روکش مس (Ni-Cu) استفاده می کند. در فرآیند ساخت باتری های برق، یکی از مراحل جوش دادن زبانه ها و قطب های باتری به یکدیگر است. در تولید باتری ثانویه باید با شیر اطمینان آلومینیومی دیگری جوش داده شود. جوشکاری نه تنها باید اتصال قابل اعتماد بین زبانه و قطب را تضمین کند، بلکه به یک درز جوشکاری صاف و زیبا نیز نیاز دارد.

جوش نقطه ای نوار الکترود باتری

مواد مورد استفاده برای نوارهای الکترود باتری شامل نوارهای آلومینیومی خالص، نوارهای نیکل، نوارهای کامپوزیت آلومینیوم-نیکل و مقدار کمی نوارهای مسی است. جوشکاری نوارهای الکترود باتری معمولاً از دستگاه‌های جوشکاری پالسی استفاده می‌کند. با ظهور لیزر شبه پیوسته QCW IPG، این لیزر در جوشکاری نوارهای الکترود باتری نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در عین حال، به دلیل کیفیت خوب پرتو، نقطه جوش می‌تواند کوچک باشد. این لیزر در جوشکاری نوارهای آلومینیومی با بازتاب بالا، نوارهای مسی و نوارهای باریک قطب باتری (عرض نوار قطب کمتر از ۱ است) مزایای منحصر به فردی دارد.5mm).

پوسته و صفحه پوشش باتری برق آب بندی و جوش داده شده است

مواد پوسته باتری های قدرت آلیاژ آلومینیوم و فولاد ضد زنگ است که آلیاژ آلومینیوم بیشترین استفاده را دارد، عموما آلیاژ آلومینیوم 3003 و تعداد کمی از آلومینیوم خالص استفاده می کنند. فولاد ضد زنگ ماده ای است که بهترین قابلیت جوشکاری لیزر را دارد. چه لیزر پالسی باشد و چه پیوسته، جوش هایی با ظاهر و عملکرد خوب به دست می آید. با استفاده از لیزر پیوسته برای جوش دادن باتری های لیتیومی پوسته نازک، راندمان را می توان 5 تا 10 برابر افزایش داد و اثر ظاهری و عملکرد آب بندی بهتر است. بنابراین، روند جایگزینی تدریجی لیزرهای پالسی در این زمینه کاربردی وجود دارد.

ماژول باتری برق و جوش پک

اتصالات سری و موازی بین باتری های برق معمولاً با جوش دادن قطعه اتصال و باتری تک تکمیل می شود. مواد الکترود مثبت و منفی متفاوت است. به طور کلی، 2 نوع مواد وجود دارد: مس و آلومینیوم. از آنجایی که مس و آلومینیوم توسط لیزر جوش داده می شوند، می توانند ترکیبات شکننده ایجاد کنند. برای برآورده ساختن الزامات کاربرد، معمولاً از جوش اولتراسونیک استفاده می شود و جوش لیزری به طور کلی برای مس و مس، آلومینیوم و آلومینیوم استفاده می شود. در عین حال، از آنجایی که مس و آلومینیوم گرما را خیلی سریع هدایت می کنند، بازتابش بسیار بالایی به لیزر دارند و ضخامت قطعه اتصال نسبتاً زیاد است، برای دستیابی به جوشکاری لازم است از لیزر با توان بالاتر استفاده شود.

این نشان می دهد که جوشکاری لیزری در میان بسیاری از روش های جوشکاری مطرح شده است. اول از همه، جوشکاری لیزری دارای چگالی انرژی بالا، تغییر شکل جوش کوچک و منطقه کوچک متاثر از حرارت است که می تواند به طور موثر دقت قطعات را بهبود بخشد. درز جوش صاف و بدون ناخالصی، یکنواخت و متراکم است، بدون کار اضافی. ثانیاً، جوشکاری لیزری را می توان دقیقاً کنترل کرد و بر نور متمرکز کرد. نقاط کوچک، موقعیت‌یابی با دقت بالا، دستیابی آسان به اتوماسیون با بازوهای مکانیکی، بهبود راندمان جوشکاری، کاهش ساعات کار و کاهش هزینه‌ها. علاوه بر این، جوشکاری لیزری صفحات نازک یا سیم های با قطر نازک به اندازه جوش قوس الکتریکی مستعد جریان مجدد نخواهد بود. و می توان آن را با طیف گسترده ای از مواد جوش داد، که می تواند جوشکاری را بین مواد مختلف انجام دهد.

روند

در حال حاضر، توسعه سریع صنعت انرژی های جدید باعث رشد همزمان صنعت باتری لیتیوم یون و صنعت تولید تجهیزات باتری لیتیوم یون شده است که خاک خوبی را برای استفاده در مقیاس بزرگ از ماشین های برش لیزری، لیزر فراهم می کند. دستگاه های جوش و دستگاه های حکاکی لیزری در بازار باتری لیتیوم یون. می توان پیش بینی کرد که با توسعه مستمر بازار انرژی های نو، بهبود تدریجی الزامات کیفی و بهبود مستمر فناوری لیزر، در آینده بتوان از دستگاه های برش لیزری و جوشکار لیزری بیشتری در بازار باتری های لیتیوم یون استفاده کرد. تولید کنندگان ماشین های لیزری می توانند از صنعت باتری لیتیوم یون بهره مند شوند.