Bateritë e litiumit me guaskë katrore alumini kanë shumë përparësi, të tilla si strukturë e thjeshtë, rezistencë e mirë ndaj goditjeve, dendësi e lartë energjie dhe kapacitet i madh i qelizave. Ato kanë qenë gjithmonë drejtimi kryesor i prodhimit dhe zhvillimit vendas të baterive të litiumit, duke përbërë më shumë se 40% të tregut.
Struktura e baterisë litium me guaskë katrore alumini është siç tregohet në figurë, e cila përbëhet nga bërthama e baterisë (fletë elektrodash pozitive dhe negative, ndarës), elektrolit, guaskë, mbulesë e sipërme dhe përbërës të tjerë.
Strukturë katrore e baterisë litium me guaskë alumini
Gjatë procesit të prodhimit dhe montimit të baterive litium me guaskë katrore alumini, një numër i madh isaldim me lazerkërkohen procese, të tilla si: saldimi i lidhjeve të buta të qelizave të baterive dhe pllakave mbuluese, saldimi me vulosje të pllakës mbuluese, saldimi me gozhda vulosëse, etj. Saldimi me lazer është metoda kryesore e saldimit për bateritë prizmatike. Për shkak të dendësisë së lartë të energjisë, stabilitetit të mirë të fuqisë, saktësisë së lartë të saldimit, integrimit të lehtë sistematik dhe shumë avantazheve të tjera,saldim me lazerështë i pazëvendësueshëm në procesin e prodhimit të baterive litium me guaskë alumini prizmatike. rol.
Platforma galvanometrike automatike me 4 boshte MavenMakinë saldimi me lazer me fibra
Vula e saldimit e vulës së sipërme të kapakut është shtresa më e gjatë e saldimit në baterinë katrore me guaskë alumini, dhe është gjithashtu shtresa e saldimit që kërkon kohën më të gjatë për t'u salduar. Në vitet e fundit, industria e prodhimit të baterive të litiumit është zhvilluar me shpejtësi, dhe teknologjia e procesit të saldimit me lazer të vulosjes së kapakut të sipërm dhe teknologjia e pajisjeve të saj janë zhvilluar gjithashtu me shpejtësi. Bazuar në shpejtësinë dhe performancën e ndryshme të saldimit të pajisjeve, ne i ndajmë përafërsisht pajisjet dhe proceset e saldimit me lazer të kapakut të sipërm në tre epoka. Ato janë epoka 1.0 (2015-2017) me shpejtësi saldimi <100mm/s, epoka 2.0 (2017-2018) me 100-200mm/s dhe epoka 3.0 (2019-) me 200-300mm/s. Më poshtë do të prezantojmë zhvillimin e teknologjisë përgjatë rrugës së kohës:
1. Epoka 1.0 e teknologjisë së saldimit me lazer me mbulesë të sipërme
Shpejtësia e saldimit＜100 mm/s
Nga viti 2015 deri në vitin 2017, automjetet vendase të energjisë së re filluan të shpërthejnë të nxitura nga politikat, dhe industria e baterive të energjisë filloi të zgjerohet. Megjithatë, akumulimi i teknologjisë dhe rezervat e talenteve të ndërmarrjeve vendase janë ende relativisht të vogla. Proceset e prodhimit të baterive dhe teknologjitë e pajisjeve që lidhen me to janë gjithashtu në hapat e tyre të parë, dhe shkalla e automatizimit të pajisjeve është relativisht e ulët, prodhuesit e pajisjeve sapo kanë filluar t'i kushtojnë vëmendje prodhimit të baterive të energjisë dhe të rrisin investimet në kërkim dhe zhvillim. Në këtë fazë, kërkesat e industrisë për efikasitetin e prodhimit për pajisjet katrore të vulosjes me lazer të baterive janë zakonisht 6-10PPM. Zgjidhja e pajisjeve zakonisht përdor një lazer me fibra 1kw për të emetuar përmes një lazeri të zakonshëm.kokë saldimi me lazer(siç tregohet në figurë), dhe koka e saldimit vihet në lëvizje nga një motor servo platforme ose një motor linear. Lëvizja dhe saldimi, shpejtësia e saldimit 50-100 mm/s.
Përdorimi i një lazeri 1kw për të salduar mbulesën e sipërme të bërthamës së baterisë
Nësaldim me lazerGjatë këtij procesi, për shkak të shpejtësisë relativisht të ulët të saldimit dhe kohës relativisht të gjatë të ciklit termik të saldimit, pellgu i shkrirë ka kohë të mjaftueshme për të rrjedhur dhe për t'u ngurtësuar, dhe gazi mbrojtës mund ta mbulojë më mirë pellgun e shkrirë, duke e bërë të lehtë përftimin e një sipërfaqeje të lëmuar dhe të plotë, saldime me konsistencë të mirë, siç tregohet më poshtë.
Formimi i shtresës së saldimit për saldim me shpejtësi të ulët të mbulesës së sipërme
Sa i përket pajisjeve, megjithëse efikasiteti i prodhimit nuk është i lartë, struktura e pajisjeve është relativisht e thjeshtë, stabiliteti është i mirë dhe kostoja e pajisjeve është e ulët, gjë që përmbush mirë nevojat e zhvillimit të industrisë në këtë fazë dhe hedh themelet për zhvillimin e mëvonshëm teknologjik.
Edhe pse saldimi me vulosje të mbulesës së sipërme të epokës 1.0 ka avantazhet e zgjidhjes së thjeshtë të pajisjeve, kostos së ulët dhe stabilitetit të mirë. Por kufizimet e tij të natyrshme janë gjithashtu shumë të dukshme. Sa i përket pajisjeve, kapaciteti i drejtimit të motorit nuk mund të përmbushë kërkesën për rritje të mëtejshme të shpejtësisë; sa i përket teknologjisë, thjesht rritja e shpejtësisë së saldimit dhe fuqisë së lazerit për të përshpejtuar më tej do të shkaktojë paqëndrueshmëri në procesin e saldimit dhe një ulje të rendimentit: rritja e shpejtësisë shkurton kohën e ciklit termik të saldimit dhe procesi i shkrirjes së metalit është më intensiv, spërkatja rritet, përshtatshmëria ndaj papastërtive do të jetë më e keqe dhe vrimat e spërkatjes kanë më shumë gjasa të formohen. Në të njëjtën kohë, koha e ngurtësimit të pellgut të shkrirë shkurtohet, gjë që do të shkaktojë që sipërfaqja e saldimit të jetë e ashpër dhe qëndrueshmëria të zvogëlohet. Kur pika e lazerit është e vogël, hyrja e nxehtësisë nuk është e madhe dhe spërkatja mund të reduktohet, por raporti thellësi-gjerësi i saldimit është i madh dhe gjerësia e saldimit nuk është e mjaftueshme; kur pika e lazerit është e madhe, duhet të futet fuqi më e madhe e lazerit për të rritur gjerësinë e saldimit. I madh, por në të njëjtën kohë do të çojë në rritje të spërkatjeve të saldimit dhe cilësi të dobët të formësimit të sipërfaqes së saldimit. Sipas nivelit teknik në këtë fazë, përshpejtimi i mëtejshëm do të thotë që rendimenti duhet të shkëmbehet për efikasitet, dhe kërkesat e përmirësimit për pajisjet dhe teknologjinë e procesit janë bërë kërkesa të industrisë.
2. Epoka 2.0 e kopertinës së sipërmesaldim me lazerteknologji
Shpejtësia e saldimit 200 mm/s
Në vitin 2016, kapaciteti i instaluar i baterive të automobilave në Kinë ishte afërsisht 30.8 GWh, në vitin 2017 ishte afërsisht 36 GWh, dhe në vitin 2018, i shoqëruar nga një shpërthim i mëtejshëm, kapaciteti i instaluar arriti në 57 GWh, një rritje prej 57% nga viti në vit. Automjetet e reja të pasagjerëve me energji gjithashtu prodhuan gati një milion, një rritje prej 80.7% nga viti në vit. Pas shpërthimit të kapacitetit të instaluar është çlirimi i kapacitetit të prodhimit të baterive të litiumit. Bateritë e reja të automjeteve të pasagjerëve me energji përbëjnë më shumë se 50% të kapacitetit të instaluar, që do të thotë gjithashtu se kërkesat e industrisë për performancën dhe cilësinë e baterive do të bëhen gjithnjë e më të rrepta, dhe përmirësimet shoqëruese në teknologjinë e pajisjeve të prodhimit dhe teknologjinë e përpunimit kanë hyrë gjithashtu në një epokë të re: për të përmbushur kërkesat e kapacitetit të prodhimit me një linjë të vetme, kapaciteti i prodhimit të pajisjeve të saldimit me lazer me mbulesë të sipërme duhet të rritet në 15-20 PPM, dhe i saj.saldim me lazerShpejtësia duhet të arrijë 150-200 mm/s. Prandaj, për sa i përket motorëve të drejtimit, prodhues të ndryshëm të pajisjeve kanë përmirësuar platformën e motorit linear në mënyrë që mekanizmi i tij i lëvizjes të përmbushë kërkesat e performancës së lëvizjes për saldim me shpejtësi uniforme me trajektore drejtkëndëshe 200 mm/s; megjithatë, mënyra se si të sigurohet cilësia e saldimit nën saldim me shpejtësi të lartë kërkon përparime të mëtejshme në proces, dhe kompanitë në industri kanë kryer shumë eksplorime dhe studime: Krahasuar me epokën 1.0, problemi me të cilin përballet saldimi me shpejtësi të lartë në epokën 2.0 është: përdorimi i lazerëve të zakonshëm me fibra për të nxjerrë një burim drite me pikë të vetme përmes kokave të zakonshme të saldimit, përzgjedhja është e vështirë për të përmbushur kërkesën prej 200 mm/s.
Në zgjidhjen teknike origjinale, efekti i formimit të saldimit mund të kontrollohet vetëm duke konfiguruar opsionet, duke rregulluar madhësinë e pikës dhe duke rregulluar parametrat bazë siç është fuqia e lazerit: kur përdoret një konfigurim me një pikë më të vogël, vrima e çelësit të pishinës së saldimit do të jetë e vogël, forma e pishinës do të jetë e paqëndrueshme dhe saldimi do të bëhet i paqëndrueshëm. Gjerësia e bashkimit të shtresës është gjithashtu relativisht e vogël; kur përdoret një konfigurim me një pikë drite më të madhe, vrima e çelësit do të rritet, por fuqia e saldimit do të rritet ndjeshëm, dhe shkalla e spërkatjes dhe shpërthimit të vrimave do të rritet ndjeshëm.
Teorikisht, nëse doni të siguroni efektin e formimit të saldimit me shpejtësi të lartësaldim me lazertë kapakut të sipërm, duhet të plotësoni kërkesat e mëposhtme:
① Vula e saldimit ka gjerësi të mjaftueshme dhe raporti thellësi-gjerësi e vulës së saldimit është i përshtatshëm, gjë që kërkon që diapazoni i veprimit të nxehtësisë së burimit të dritës të jetë mjaftueshëm i madh dhe energjia e vijës së saldimit të jetë brenda një diapazoni të arsyeshëm;
② Saldimi është i lëmuar, gjë që kërkon që koha e ciklit termik të saldimit të jetë mjaftueshëm e gjatë gjatë procesit të saldimit në mënyrë që pellgu i shkrirë të ketë rrjedhshmëri të mjaftueshme dhe saldimi të ngurtësohet në një saldim metalik të lëmuar nën mbrojtjen e gazit mbrojtës;
③ Vula e saldimit ka qëndrueshmëri të mirë dhe pak pore dhe vrima. Kjo kërkon që gjatë procesit të saldimit, lazeri të veprojë në mënyrë të qëndrueshme në copën e punës, dhe plazma me rreze me energji të lartë të gjenerohet vazhdimisht dhe të veprojë në brendësi të pellgut të shkrirë. Pellgu i shkrirë prodhon "çelës" nën forcën e reagimit të plazmës. "Vrima", vrima e çelësit është mjaft e madhe dhe mjaft e qëndrueshme, në mënyrë që avujt dhe plazma e gjeneruar e metalit të mos nxirren lehtë dhe të nxjerrin pikat e metalit, duke formuar spërkatje, dhe pellgu i shkrirë rreth vrimës së çelësit nuk është i lehtë të shembet dhe të përfshijë gaz. Edhe nëse objektet e huaja digjen gjatë procesit të saldimit dhe gazrat lirohen në mënyrë shpërthyese, një vrimë çelësi më e madhe është më e favorshme për lirimin e gazrave shpërthyes dhe zvogëlon spërkatjen e metalit dhe vrimat e formuara.
Në përgjigje të pikave të mësipërme, kompanitë prodhuese të baterive dhe kompanitë prodhuese të pajisjeve në industri kanë bërë përpjekje dhe praktika të ndryshme: Prodhimi i baterive të litiumit është zhvilluar në Japoni për dekada të tëra dhe teknologjitë përkatëse të prodhimit kanë marrë drejtimin.
Në vitin 2004, kur teknologjia e lazerit me fibra nuk ishte aplikuar ende gjerësisht komercialisht, Panasonic përdori lazerë gjysmëpërçues LD dhe lazerë YAG me pompë pulsuese për prodhim të përzier (skema tregohet në figurën më poshtë).
Diagrami i skemës së teknologjisë së saldimit hibrid me shumë lazer dhe strukturës së kokës së saldimit
Pika e dritës me dendësi të lartë të fuqisë së gjeneruar nga pulsimiLazer YAGNjë pikë e vogël përdoret për të vepruar në copën e punës për të gjeneruar vrima saldimi për të arritur depërtim të mjaftueshëm të saldimit. Në të njëjtën kohë, lazeri gjysmëpërçues LD përdoret për të siguruar lazer të vazhdueshëm CW për të ngrohur paraprakisht dhe salduar copën e punës. Pishina e shkrirë gjatë procesit të saldimit ofron më shumë energji për të marrë vrima më të mëdha saldimi, për të rritur gjerësinë e shtresës së saldimit dhe për të zgjatur kohën e mbylljes së vrimave të saldimit, duke ndihmuar gazin në pishinën e shkrirë të dalë dhe duke zvogëluar porozitetin e shtresës së saldimit, siç tregohet më poshtë.
Diagrami skematik i hibriditsaldim me lazer
Duke aplikuar këtë teknologji,Lazerët YAGdhe lazerët LD me vetëm disa qindra vat fuqi mund të përdoren për të salduar kuti të holla baterish litiumi me një shpejtësi të lartë prej 80 mm/s. Efekti i saldimit është siç tregohet në figurë.
Morfologjia e saldimit nën parametra të ndryshëm të procesit
Me zhvillimin dhe rritjen e lazerëve me fibra, lazerët me fibra kanë zëvendësuar gradualisht lazerët YAG të pulsuar në përpunimin e metaleve me lazer për shkak të shumë përparësive të tyre, të tilla si cilësia e mirë e rrezes, efikasiteti i lartë i konvertimit fotoelektrik, jetëgjatësia, mirëmbajtja e lehtë dhe fuqia e lartë.
Prandaj, kombinimi i lazerit në zgjidhjen e saldimit hibrid me lazer të mësipërm ka evoluar në një lazer me fibra + lazer gjysmëpërçues LD, dhe lazeri gjithashtu nxirret në mënyrë koaksiale përmes një koke përpunimi të veçantë (koka e saldimit tregohet në Figurën 7). Gjatë procesit të saldimit, mekanizmi i veprimit të lazerit është i njëjtë.
Lidhje saldimi me lazer kompozit
Në këtë plan, pulsimiLazer YAGzëvendësohet nga një lazer me fibra me cilësi më të mirë të rrezes, fuqi më të madhe dhe dalje të vazhdueshme, e cila rrit shumë shpejtësinë e saldimit dhe siguron cilësi më të mirë të saldimit (efekti i saldimit tregohet në Figurën 8). Ky plan gjithashtu, prandaj, është i preferuar nga disa klientë. Aktualisht, kjo zgjidhje është përdorur në prodhimin e saldimit me vulosje të mbulesës së sipërme të baterisë së energjisë, dhe mund të arrijë një shpejtësi saldimi prej 200 mm/s.
Pamja e saldimit të mbulesës së sipërme me anë të saldimit me lazer hibrid
Edhe pse zgjidhja e saldimit me lazer me gjatësi vale të dyfishtë zgjidh stabilitetin e saldimit me shpejtësi të lartë dhe përmbush kërkesat e cilësisë së saldimit të saldimit me shpejtësi të lartë të mbulesave të sipërme të qelizave të baterive, ka ende disa probleme me këtë zgjidhje nga perspektiva e pajisjeve dhe procesit.
Para së gjithash, komponentët harduerikë të kësaj zgjidhjeje janë relativisht kompleksë, duke kërkuar përdorimin e dy llojeve të ndryshme të lazerëve dhe nyjeve speciale të saldimit me lazer me gjatësi vale të dyfishtë, gjë që rrit kostot e investimit në pajisje, rrit vështirësinë e mirëmbajtjes së pajisjeve dhe rrit pikat e mundshme të dështimit të pajisjeve;
Së dyti, gjatësia e dyfishtë e valëssaldim me lazerLidhja e përdorur përbëhet nga grupe të shumta lentesh (shih Figurën 4). Humbja e fuqisë është më e madhe se ajo e nyjeve të zakonshme të saldimit, dhe pozicioni i lentes duhet të rregullohet në pozicionin e duhur për të siguruar daljen koaksiale të lazerit me gjatësi vale të dyfishtë. Dhe duke u fokusuar në një plan fokal të fiksuar, funksionim afatgjatë me shpejtësi të lartë, pozicioni i lentes mund të lirohet, duke shkaktuar ndryshime në rrugën optike dhe duke ndikuar në cilësinë e saldimit, duke kërkuar rirregullim manual;
Së treti, gjatë saldimit, reflektimi i lazerit është i fortë dhe mund të dëmtojë lehtësisht pajisjet dhe përbërësit. Sidomos gjatë riparimit të produkteve me defekt, sipërfaqja e lëmuar e saldimit reflekton një sasi të madhe drite lazeri, e cila mund të shkaktojë lehtësisht një alarm lazeri, dhe parametrat e përpunimit duhet të rregullohen për riparim.
Për të zgjidhur problemet e mësipërme, duhet të gjejmë një mënyrë tjetër për të eksploruar. Në vitet 2017-2018, studiuam lëkundjen me frekuencë të lartësaldim me lazerteknologjinë e mbulesës së sipërme të baterisë dhe e promovoi atë në aplikimin në prodhim. Saldimi lëkundës me frekuencë të lartë me rreze lazer (në tekstin e mëtejmë i referuar si saldim lëkundës) është një tjetër proces aktual i saldimit me shpejtësi të lartë prej 200 mm/s.
Krahasuar me zgjidhjen hibride të saldimit me lazer, pjesa harduerike e kësaj zgjidhjeje kërkon vetëm një lazer të zakonshëm me fibra të shoqëruar me një kokë saldimi me lazer oscilues.
kokë saldimi me lëkundje
Brenda kokës së saldimit ndodhet një lente reflektuese e drejtuar nga motori, e cila mund të programohet për të kontrolluar lazerin që të lëkundet sipas llojit të trajektores së projektuar (zakonisht rrethore, në formë S-je, në formë 8-je, etj.), amplitudës dhe frekuencës së lëkundjes. Parametra të ndryshëm të lëkundjes mund ta bëjnë prerjen tërthore të saldimit. Vjen në forma dhe madhësi të ndryshme.
Saldimet e marra nën trajektore të ndryshme lëkundëse
Koka e saldimit me frekuencë të lartë lëviz nga një motor linear për të salduar përgjatë boshllëkut midis pjesëve të punës. Sipas trashësisë së murit të mbështjelljes së qelizës, zgjidhet lloji dhe amplituda e duhur e trajektores së lëkundjes. Gjatë saldimit, rrezja statike e lazerit do të formojë vetëm një prerje tërthore të saldimit në formë V. Megjithatë, e lëvizur nga koka e saldimit me frekuencë të lartë, pika e rrezes lëkundet me shpejtësi të lartë në planin fokal, duke formuar një vrimë çelësi saldimi dinamike dhe rrotulluese, e cila mund të arrijë një raport të përshtatshëm thellësie-gjerësie të saldimit;
Vrima rrotulluese e çelësit të saldimit e trazon saldimin. Nga njëra anë, ndihmon në daljen e gazit dhe zvogëlon poret e saldimit, dhe ka një efekt të caktuar në riparimin e vrimave në pikën e shpërthimit të saldimit (shih Figurën 12). Nga ana tjetër, metali i saldimit nxehet dhe ftohet në mënyrë të rregullt. Qarkullimi bën që sipërfaqja e saldimit të duket si një model i rregullt dhe i rregullt në formë luspash peshku.
Formimi i qepjes së saldimit me rrota
Përshtatshmëria e saldimeve ndaj ndotjes së bojës nën parametra të ndryshëm të lëkundjes
Pikat e mësipërme plotësojnë tre kërkesat themelore të cilësisë për saldimin me shpejtësi të lartë të mbulesës së sipërme. Kjo zgjidhje ka edhe avantazhe të tjera:
① Meqenëse pjesa më e madhe e fuqisë së lazerit injektohet në vrimën dinamike të çelësit, lazeri i shpërndarë i jashtëm zvogëlohet, kështu që nevojitet vetëm një fuqi më e vogël e lazerit, dhe hyrja e nxehtësisë së saldimit është relativisht e ulët (30% më pak se saldimi kompozit), gjë që zvogëlon humbjen e pajisjeve dhe humbjen e energjisë;
② Metoda e saldimit me rrota ka përshtatshmëri të lartë ndaj cilësisë së montimit të pjesëve të punës dhe zvogëlon defektet e shkaktuara nga probleme të tilla si hapat e montimit;
③ Metoda e saldimit me rrota ka një efekt të fortë riparimi në vrimat e saldimit, dhe shkalla e rendimentit të përdorimit të kësaj metode për të riparuar vrimat e saldimit në bërthamën e baterisë është jashtëzakonisht e lartë;
④ Sistemi është i thjeshtë, dhe debugging dhe mirëmbajtja e pajisjeve janë të thjeshta.
3. Epoka 3.0 e teknologjisë së saldimit me lazer me mbulesë të sipërme
Shpejtësia e saldimit 300 mm/s
Ndërsa subvencionet e reja për energjinë vazhdojnë të ulen, pothuajse i gjithë zinxhiri industrial i industrisë së prodhimit të baterive ka rënë në një det të kuq. Industria ka hyrë gjithashtu në një periudhë riorganizimi dhe përqindja e kompanive kryesore me avantazhe në shkallë dhe teknologjike është rritur më tej. Por në të njëjtën kohë, "përmirësimi i cilësisë, ulja e kostove dhe rritja e efikasitetit" do të bëhet tema kryesore e shumë kompanive.
Në periudhën e subvencioneve të ulëta ose aspak, vetëm duke arritur përmirësime iterative të teknologjisë, duke arritur efikasitet më të lartë të prodhimit, duke ulur koston e prodhimit të një baterie të vetme dhe duke përmirësuar cilësinë e produktit mund të kemi një shans shtesë për të fituar në konkurs.
Han's Laser vazhdon të investojë në kërkime mbi teknologjinë e saldimit me shpejtësi të lartë për mbulesat e sipërme të qelizave të baterive. Përveç disa metodave të procesit të prezantuara më sipër, ajo studion edhe teknologji të përparuara si teknologjia e saldimit me lazer me pika unazore dhe teknologjia e saldimit me lazer galvanometër për mbulesat e sipërme të qelizave të baterive.
Për të përmirësuar më tej efikasitetin e prodhimit, duhet të eksplorohet teknologjia e saldimit me mbulesë të sipërme me shpejtësi 300 mm/s dhe më të lartë. Han's Laser studioi vulosjen e saldimit me lazer galvanometër skanues në vitet 2017-2018, duke kapërcyer vështirësitë teknike të mbrojtjes së vështirë të gazit të pjesës së punës gjatë saldimit me galvanometër dhe efektin e dobët të formimit të sipërfaqes së saldimit, dhe duke arritur 400-500 mm/s.saldim me lazertë kapakut të sipërm të qelizës. Saldimi zgjat vetëm 1 sekondë për një bateri 26148.
Megjithatë, për shkak të efikasitetit të lartë, është jashtëzakonisht e vështirë të zhvillohen pajisje mbështetëse që përputhen me efikasitetin, dhe kostoja e pajisjeve është e lartë. Prandaj, nuk u krye zhvillim i mëtejshëm i aplikacionit komercial për këtë zgjidhje.
Me zhvillimin e mëtejshëm tëlazer me fibraTeknologjia, lazerë të rinj me fibra me fuqi të lartë që mund të prodhojnë drejtpërdrejt pika drite në formë unaze janë lançuar. Ky lloj lazeri mund të prodhojë pika lazeri me unaza pikëzore përmes fibrave optike speciale me shumë shtresa, dhe forma e pikës dhe shpërndarja e fuqisë mund të rregullohen, siç tregohet në figurë.
Saldimet e marra nën trajektore të ndryshme lëkundëse
Nëpërmjet rregullimit, shpërndarja e dendësisë së fuqisë së lazerit mund të bëhet në formën e një pike-petulle. Ky lloj lazeri quhet Corona, siç tregohet në figurë.
Rreze lazeri e rregullueshme (përkatësisht: dritë qendrore, dritë qendrore + dritë unazore, dritë unazore, dy drita unazore)
Në vitin 2018, u testua aplikimi i lazerëve të shumtë të këtij lloji në saldimin e mbulesave të sipërme të qelizave të baterive me guaskë alumini, dhe bazuar në lazerin Corona, u lançua kërkimi mbi zgjidhjen e teknologjisë së procesit 3.0 për saldimin me lazer të mbulesave të sipërme të qelizave të baterive. Kur lazeri Corona kryen dalje në modalitetin unazor me pikë, karakteristikat e shpërndarjes së dendësisë së fuqisë së rrezes së tij të daljes janë të ngjashme me daljen e përbërë të një lazeri gjysmëpërçues + fibër.
Gjatë procesit të saldimit, drita qendrore me dendësi të lartë fuqie formon një vrimë çelësi për saldim me depërtim të thellë për të arritur depërtim të mjaftueshëm të saldimit (ngjashëm me daljen e lazerit me fibra në tretësirën hibride të saldimit), dhe drita unazore siguron hyrje më të madhe nxehtësie, zmadhon vrimën e çelësit, zvogëlon ndikimin e avujve të metalit dhe plazmës në metalin e lëngshëm në buzë të vrimës së çelësit, zvogëlon spërkatjen e metalit që rezulton dhe rrit kohën e ciklit termik të saldimit, duke ndihmuar gazin në pellgun e shkrirë të dalë për një kohë më të gjatë, duke përmirësuar stabilitetin e proceseve të saldimit me shpejtësi të lartë (ngjashëm me daljen e lazerëve gjysmëpërçues në tretësirat hibride të saldimit).
Në provë, ne salduam bateri me shtresa të holla dhe zbuluam se konsistenca e madhësisë së saldimit ishte e mirë dhe aftësia e procesit CPK ishte e mirë, siç tregohet në Figurën 18.
Pamja e saldimit të mbulesës së sipërme të baterisë me trashësi muri 0.8 mm (shpejtësia e saldimit 300 mm/s)
Për sa i përket pajisjeve, ndryshe nga zgjidhja hibride e saldimit, kjo zgjidhje është e thjeshtë dhe nuk kërkon dy lazerë ose një kokë saldimi hibrid të veçantë. Kërkon vetëm një kokë saldimi lazer të zakonshëm me fuqi të lartë (meqenëse vetëm një fibër optike prodhon një lazer me një gjatësi vale të vetme, struktura e lentes është e thjeshtë, nuk kërkohet rregullim dhe humbja e energjisë është e ulët), duke e bërë të lehtë për t'u debuguar dhe mirëmbajtur, dhe stabiliteti i pajisjeve është përmirësuar shumë.
Përveç sistemit të thjeshtë të zgjidhjes harduerike dhe përmbushjes së kërkesave të procesit të saldimit me shpejtësi të lartë të mbulesës së sipërme të qelizës së baterisë, kjo zgjidhje ka edhe avantazhe të tjera në aplikimet e procesit.
Në provë, ne salduam mbulesën e sipërme të baterisë me një shpejtësi të lartë prej 300 mm/s, dhe përsëri arritëm efekte të mira të formimit të shtresës së saldimit. Për më tepër, për guaska me trashësi të ndryshme muri prej 0.4, 0.6 dhe 0.8 mm, vetëm duke rregulluar thjesht modalitetin e daljes së lazerit, mund të kryhet saldim i mirë. Megjithatë, për zgjidhjet e saldimit hibrid me lazer me gjatësi vale të dyfishtë, është e nevojshme të ndryshohet konfigurimi optik i kokës së saldimit ose lazerit, gjë që do të sjellë kosto më të mëdha të pajisjeve dhe kosto më të larta të kohës së debuggimit.
Prandaj, pika e unazës së pikëssaldim me lazerZgjidhja jo vetëm që mund të arrijë saldim me shpejtësi ultra të lartë të mbulesës së sipërme me 300 mm/s dhe të përmirësojë efikasitetin e prodhimit të baterive. Për kompanitë prodhuese të baterive që kanë nevojë për ndryshime të shpeshta të modelit, kjo zgjidhje mund të përmirësojë gjithashtu shumë cilësinë e pajisjeve dhe produkteve, përputhshmërinë, duke shkurtuar kohën e ndryshimit të modelit dhe debugging-ut.
Pamja e saldimit të mbulesës së sipërme të baterisë me trashësi muri 0.4 mm (shpejtësia e saldimit 300 mm/s)
Pamja e saldimit të mbulesës së sipërme të baterisë me trashësi muri 0.6 mm (shpejtësia e saldimit 300 mm/s)
Depërtimi i Saldimit me Lazer Corona për Saldim me Qeliza me Mure të Holla – Aftësitë e Procesit
Përveç lazerit Corona të përmendur më sipër, lazerët AMB dhe lazerët ARM kanë karakteristika të ngjashme të daljes optike dhe mund të përdoren për të zgjidhur probleme të tilla si përmirësimi i spërkatjes së saldimit me lazer, përmirësimi i cilësisë së sipërfaqes së saldimit dhe përmirësimi i stabilitetit të saldimit me shpejtësi të lartë.
4. Përmbledhje
Zgjidhjet e ndryshme të përmendura më sipër përdoren të gjitha në prodhimin aktual nga kompanitë prodhuese të baterive të litiumit vendase dhe të huaja. Për shkak të kohës së ndryshme të prodhimit dhe prejardhjes së ndryshme teknike, zgjidhje të ndryshme procesi përdoren gjerësisht në industri, por kompanitë kanë kërkesa më të larta për efikasitet dhe cilësi. Kjo është duke u përmirësuar vazhdimisht dhe së shpejti do të aplikohen më shumë teknologji të reja nga kompanitë në ballë të teknologjisë.
Industria e baterive të reja të energjisë në Kinë filloi relativisht vonë dhe është zhvilluar me shpejtësi e nxitur nga politikat kombëtare. Teknologjitë përkatëse kanë vazhduar të përparojnë me përpjekjet e përbashkëta të të gjithë zinxhirit të industrisë dhe e kanë shkurtuar plotësisht hendekun me kompanitë e shquara ndërkombëtare. Si prodhues vendas i pajisjeve të baterive të litiumit, Maven gjithashtu po eksploron vazhdimisht fushat e veta të avantazhit, duke ndihmuar në përmirësimet iterative të pajisjeve të paketave të baterive dhe duke ofruar zgjidhje më të mira për prodhimin e automatizuar të paketave të reja të moduleve të baterive për ruajtjen e energjisë.
Koha e postimit: 19 shtator 2023
