לפני הופעת טכנולוגיית הלייזר, תעשיית הסוללות השתמשה במכונות מסורתיות לעיבוד. בהשוואה לעיבוד מכני מסורתי, לעיבוד לייזר יתרונות רבים והוא מוכר בהדרגה על ידי יצרני סוללות ליתיום-יון. זה יכול לשמש עבור חיתוך רדיד מתכת, חיתוך רדיד מתכת, חיתוך סרט בידוד. זה יכול לשמש גם בריתוך של לשוניות, מארזי ליבת סוללה, איטום מסמרים, חיבורים רכים, חסיני פיצוץ, שסתומים ומודול סוללה.
מאז הצגתה ב-1990, סוללות ליתיום זכו להעדפה של 3C דיגיטלי, כלי עבודה חשמליים ותעשיות אחרות בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה, המתח הגבוה, הגנת הסביבה, אורך החיים הארוך והטעינה המהירה שלהן. תרומתם לתעשיית הרכב האנרגיה החדשה בולטת במיוחד. בשנים האחרונות צצו רכבי אנרגיה חדשים. בהשוואה לרכבי דלק מסורתיים, רכבי אנרגיה חדשים משתמשים בסוללות ליתיום כמקור כוח. בתור תעשיית סוללות הליתיום-יון המספקת את מקור הכוח לרכבי אנרגיה חדשים, פוטנציאל השוק הוא עצום.
סוללת ליתיום-יון (סוללת ליתיום-יון)
סוללת ליתיום יון ידועה גם כסוללת ליתיום, שהיא סוג של סוללה משנית (סוללה נטענת), הנשענת בעיקר על תנועת יוני הליתיום בין האלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית לעבודה. כסוג חדש של אנרגיה נקייה, סוללות ליתיום יכולות לא רק להניע רכבי אנרגיה חדשים, אלא גם להניע מוצרים שונים כגון רכבות חשמליות, אופניים חשמליים ומכוניות גולף.
מאמר זה יספר לכם על טכנולוגיית הלייזר בייצור סוללות כוח, ויסביר מדוע ייצור סוללות ליתיום יון משתמש במערכות חיתוך לייזר ומערכות ריתוך לייזר.
מערכת חיתוך בלייזר
ייצור סוללות ליתיום-יון קשור קשר הדוק לשלב תהליך אחד. באופן כללי, ייצור סוללות ליתיום כולל 3 שלבים: ייצור מוט, ייצור תאי סוללה והרכבת סוללה. בשלושת התהליכים העיקריים הללו, חיתוך בלייזר הוא אחד התהליכים המרכזיים.
תהליך עיבוד סוללת הליתיום-יון דורש דיוק גבוה, יכולת שליטה ואיכות מכונת החיתוך. בתהליך השימוש, החותך יתבלה בהכרח, ואז יפיל אבק וייצור כתמים, שעלולים לגרום לבעיות מסוכנות כגון התחממות יתר של הסוללה, קצר חשמלי ופיצוץ. על מנת למנוע סכנה, מתאים יותר להשתמש במכונת חיתוך לייזר.
בהשוואה למכונות חיתוך מכניות מסורתיות, למערכת חיתוך הלייזר יש את היתרונות של חוסר בלאי כלים, צורות חיתוך גמישות, בקרת איכות קצוות, דיוק גבוה יותר ועלויות תפעול נמוכות יותר, מה שתורם להפחתת עלויות הייצור, שיפור יעילות הייצור וקיצור מאוד של מחזור חיתוך המות של המוצר החדש.
סוללות ליתיום, כמרכיבי הליבה של רכבי אנרגיה חדשים, קובעות ישירות את הביצועים של הרכב כולו. עם הפיצוץ ההדרגתי של שוק רכבי האנרגיה החדשים, למכונות חותכי לייזר יהיה פוטנציאל שוק גדול בעתיד.
מערכת ריתוך בלייזר
כמרכיב הליבה של רכב אנרגיה חדש, איכות סוללת החשמל קובעת ישירות את ביצועי הרכב. ציוד לייצור סוללות ליתיום-יון כולל בדרך כלל 3 סוגים של ציוד קדמי, ציוד אמצע וציוד אחורי. הדיוק ורמת האוטומציה של הציוד ישפיעו ישירות על יעילות הייצור והעקביות של המוצר. כחלופה לשיטות ריתוך מסורתיות, רתכי לייזר היו בשימוש נרחב בציוד לייצור סוללות ליתיום-יון.
מכונת ריתוך הלייזר היא חלק חשוב בקו ייצור סוללות החשמל. העיקרון הוא שיטת ריתוך יעילה ומדויקת המשתמשת בקרן לייזר בצפיפות אנרגיה גבוהה כמקור חום. בהשוואה לריתוך מסורתי, לריתוך לייזר יתרונות רבים, כולל חדירה עמוקה, מהירות מהירה, דפורמציה קטנה, דרישות נמוכות לסביבת הריתוך, צפיפות הספק גבוהה, לא מושפעת משדות מגנטיים, לא מוגבלת לחומרים מוליכים וללא צורך בוואקום. הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומי ייצור דיוק גבוה, במיוחד בכלי רכב אנרגיה חדשים ותעשיות סוללות חשמל.
מייצור של תאי סוללת ליתיום-יון ועד הרכבת ערכות סוללות, ריתוך הוא תהליך ייצור חשוב מאוד. המוליכות, החוזק, אטימות האוויר, עייפות המתכת ועמידות בפני קורוזיה של סוללות ליתיום הם תקני הערכת איכות אופייניים לריתוך סוללות. . בחירת שיטת הריתוך ותהליך הריתוך ישפיעו ישירות על העלות, האיכות, הבטיחות והעקביות של המצבר. הַבָּא, STYLECNC ייקח אותך ללמוד על היישומים השונים של מערכות ריתוך לייזר בתחום סוללות הליתיום.
ריתוך שסתומים חסין פיצוץ בסוללה
השסתום חסין הפיצוץ של הסוללה הוא גוף שסתום בעל דופן דקה על לוחית האיטום של הסוללה. כאשר הלחץ הפנימי של הסוללה חורג מהערך שצוין, גוף השסתום של השסתום חסין הפיצוץ נקרע כדי למנוע מהסוללה להתפוצץ. לשסתום הבטיחות מבנה גאוני, ולתהליך זה יש דרישות מחמירות ביותר על תהליך ריתוך הלייזר. לפני ריתוך לייזר מתמשך, שסתום הסוללה חסין פיצוץ מרותך בריתוך לייזר דופק, וריתוך איטום רציף הושג באמצעות חפיפה וכיסוי של נקודת הריתוך ונקודת הריתוך, אך יעילות הריתוך הייתה נמוכה וביצועי האיטום היו גרועים יחסית. ריתוך לייזר רציף יכול להשיג ריתוך מהיר ואיכותי, ניתן להבטיח יציבות ריתוך, יעילות ותפוקת ריתוך.
ריתוך לשונית סוללה
הלשוניות מחולקות בדרך כלל ל-3 חומרים. האלקטרודה החיובית של הסוללה משתמשת בחומר אלומיניום (Al), והאלקטרודה השלילית משתמשת בחומר ניקל (Ni) או בחומר ניקל מצופה נחושת (Ni-Cu). בתהליך הייצור של סוללות חשמל, אחד השלבים הוא לרתך את הלשוניות והקטבים של הסוללה זה לזה. בייצור הסוללה המשנית יש לרתך אותה עם שסתום בטיחות נוסף מאלומיניום. ריתוך חייב לא רק להבטיח את החיבור האמין בין הלשונית למוט, אלא גם דורש תפר ריתוך חלק ויפה.
ריתוך נקודתי אלקטרודה של סוללה
החומרים המשמשים לפסי האלקטרודה של הסוללה כוללים רצועות אלומיניום טהור, רצועות ניקל, רצועות מרוכבות מאלומיניום-ניקל וכמות קטנה של רצועות נחושת. הריתוך של רצועות אלקטרודות סוללה משתמש בדרך כלל במכונות ריתוך דופק. עם הופעת הלייזר הכמו-רציף QCW של IPG, נעשה בו שימוש נרחב גם בריתוך רצועות אלקטרודות סוללות. יחד עם זאת, בשל איכות האלומה הטובה שלו, נקודת הריתוך יכולה להיות קטנה. , יש לו יתרונות ייחודיים בהתמודדות עם ריתוך של פס אלומיניום בעל השתקפות גבוהה, פס נחושת ופס עמודי סוללה צר פס (רוחב פס המוט קטן מ-1.5mm).
מעטפת סוללת כוח ולוחית כיסוי אטומים ומולחמים
חומרי המעטפת של סוללות חשמל הם סגסוגת אלומיניום ופלדת אל חלד, אשר סגסוגת אלומיניום היא הנפוצה ביותר, בדרך כלל סגסוגת אלומיניום 3003, ומעטים משתמשים באלומיניום טהור. נירוסטה היא החומר עם יכולת ריתוך הלייזר הטובה ביותר. בין אם מדובר בלייזר דופק או מתמשך, ניתן להשיג ריתוכים בעלי מראה וביצועים טובים. שימוש בלייזר מתמשך לריתוך סוללות ליתיום דקה, ניתן להגדיל את היעילות פי 5 עד 10, ואפקט המראה וביצועי האיטום טובים יותר. לכן, ישנה מגמה להחליף בהדרגה את הלייזרים הדופקים בתחום היישום הזה.
מודול סוללת כוח וריתוך PACK
החיבורים הסדרתיים והמקבילים בין סוללות חשמל מושלמות בדרך כלל על ידי ריתוך החלק המחבר והסוללה הבודדת. החומרים של האלקטרודות החיוביות והשליליות שונים. באופן כללי, ישנם 2 סוגים של חומרים: נחושת ואלומיניום. מכיוון שנחושת ואלומיניום מרותכים בלייזר, הם יכולים ליצור תרכובות שבירות. כדי לעמוד בדרישות היישום, בדרך כלל נעשה שימוש בריתוך קולי, וריתוך לייזר משמש בדרך כלל לנחושת ונחושת, אלומיניום ואלומיניום. יחד עם זאת, היות ונחושת ואלומיניום מוליכים חום מהר מאוד, בעלי רפלקטיביות גבוהה מאוד ללייזר, ועובי החלק המחבר גדול יחסית, יש צורך להשתמש בלייזר בעל הספק גבוה יותר כדי להשיג ריתוך.
זה מראה כי ריתוך לייזר בא לידי ביטוי בקרב שיטות ריתוך רבות. קודם כל, לריתוך בלייזר יש צפיפות אנרגיה גבוהה, עיוות ריתוך קטן ואזור קטן מושפע חום, שיכולים לשפר ביעילות את דיוק החלקים. תפר הריתוך חלק וללא זיהומים, אחיד וצפוף, ללא עבודת שחיקה נוספת; שנית, ריתוך לייזר ניתן לשלוט במדויק ולהתמקד באור. נקודות קטנות, מיקום דיוק גבוה, קל להשיג אוטומציה עם זרועות מכניות, שיפור יעילות הריתוך, הפחתת שעות עבודה והפחתת עלויות; בנוסף, ריתוך לייזר של צלחות דקות או חוטים בקוטר דק לא יהיה רגיש לזרימה חוזרת כמו ריתוך קשת. וזה יכול להיות מרותך עם מגוון רחב של חומרים, אשר יכול לממש ריתוך בין חומרים שונים.
מגמות
נכון לעכשיו, ההתפתחות המהירה של תעשיית האנרגיה החדשה הניעה את הצמיחה בו-זמנית של תעשיית סוללות הליתיום-יון ותעשיית ייצור ציוד סוללות הליתיום-יון, המספקת אדמה טובה ליישום בקנה מידה גדול של מכונות חיתוך לייזר, מכונות ריתוך לייזר ומכונות חריטה בלייזר בשוק סוללות הליתיום-יון. ניתן לצפות מראש כי עם הפיתוח המתמשך של שוק האנרגיה החדש, השיפור ההדרגתי של דרישות האיכות והשיפור המתמיד של טכנולוגיית הלייזר, בעתיד ניתן יהיה ליישם יותר חותכי לייזר ורתכי לייזר בשוק סוללות הלי-יון, ויצרני מכונות לייזר נוספים יוכלו ליהנות מתעשיית סוללות הליתיום-יון.
