LaserWelding
A soldagem a laser tem muitas vantagens, como profundidade de penetração profunda, alta velocidade e deformação mínima, o que pode aumentar significativamente a segurança das baterias de energia. A soldagem a laser tem várias vantagens que a tornam amplamente utilizada na fabricação de veículos de nova energia e baterias de energia. Possui baixos requisitos para o ambiente de soldagem, alta densidade de potência, não é afetado por campos magnéticos, não se limita a materiais condutores e não requer condição de trabalho a vácuo. Além disso, não gera raios-X durante o processo de soldagem.
A tecnologia de soldagem a laser pode melhorar muito a eficiência do processamento e a precisão da soldagem das baterias de energia, garantindo segurança, confiabilidade e consistência. Também reduz custos e prolonga a vida útil das baterias.
Na produção de baterias de energia, soldagem a laser (máquina relacionada) é usado no processo de montagem da célula da bateria e no processo da bateria.
1. Seção de montagem da célula da bateria - seção intermediária: A aplicação da tecnologia de soldagem a laser no estágio de montagem da célula inclui operações de soldagem para o invólucro da célula, tampa superior, pinos de vedação e conexões de guia. Os processos específicos no estágio de montagem da célula incluem enrolamento de célula,empilhamento, soldagem de abas, inserção de células no invólucro, soldagem da tampa superior do invólucro,injecçãoe vedação da porta de injeção. A célula é a menor unidade de uma bateria de energia e a qualidade da célula determina o desempenho do módulo de bateria, o que, por sua vez, afeta a confiabilidade geral do sistema de bateria de energia.
Em comparação com os métodos tradicionais, como soldagem a arco de argônio e soldagem por resistência, a soldagem a laser tem vantagens significativas neste processo:
- Zona estreita afetada pelo calor e deformação mínima da soldagem, tornando-a particularmente adequada para soldagem de microcomponentes.
- A soldagem a laser pode ser realizada em longas distâncias, guiando o feixe de laser através de fibras ópticas ou desviando-o usando prismas.
- A soldagem a laser exibe densidade de energia extremamente alta.
- A soldagem a laser não requer proteção contra vácuo ou proteção contra raios-X e não é afetada por campos magnéticos.
2. Estágio de pós-processamento – Estágio final: Os sistemas de automação a laser estão substituindo os métodos tradicionais de montagem manual no estágio de pós-processamento do pacote de módulos. As tarefas específicas neste estágio incluem formação, teste e classificação e montagem do módulo de pacote. Os principais equipamentos utilizados incluem máquinas de formação, dispositivos de detecção de capacidade, armazenamento de processos e automação logística e equipamentos de automação de pacotes. Os sistemas de automação a laser são amplamente aplicados em linhas de montagem de pacotes de módulos para conectar a soldagem de guias durante a montagem do módulo da bateria. Além disso, os lasers também podem ser usados para soldar válvulas à prova de explosão nas tampas dos módulos. As válvulas à prova de explosão são normalmente feitas de duas chapas de metal de alumínio soldadas com uma forma específica usando soldagem a laser. Essas válvulas são projetadas com ranhuras que se rompem e liberam pressão quando a pressão da bateria se torna muito alta. Devido à pequena folga entre a válvula à prova de explosão e a tampa do módulo, é um desafio posicioná-las com precisão. Portanto, os processos de soldagem a laser têm requisitos rígidos, incluindo garantir a vedação da costura e controlar a entrada de calor para manter a pressão de destruição da solda dentro de uma determinada faixa. O não cumprimento desses requisitos pode afetar significativamente a segurança da bateria. As válvulas à prova de explosão são normalmente unidas usando soldagem por sobreposição ou soldagem composta. À medida que a tecnologia de soldagem a laser continua avançando, espera-se que a taxa de penetração da soldagem a laser aumente.
Corte a laser
A tecnologia de corte a laser pode ser aplicada em vários processos durante ofabricaçãode baterias de lítio, como cortar e moldar conexões de abas, dividir folhas de eletrodos e separar separadores. Comparado ao corte e vinco, o corte a laser oferece vantagens como maior precisão e menores custos operacionais, o que pode contribuir para melhorar a eficiência da produção de baterias e reduzir custos. Em contraste com os métodos tradicionais de corte mecânico, o corte a laser tem várias vantagens, incluindo nenhum desgaste físico, formas de corte flexíveis, controle sobre a qualidade da borda, maior precisão e menores custos operacionais. Essas vantagens ajudam a reduzir os custos de fabricação, aumentar a eficiência da produção e encurtar significativamente o ciclo de corte e vinco para novos produtos.
1. Corte de abas
A formação de abas a laser tornou-se a tecnologia dominante devido às suas vantagens. Os parâmetros do processo, o sistema de controle e o projeto da estação de corte determinam a velocidade e a qualidade do corte. No passado, o corte e vinco mecânico era usado principalmente para a formação de abas. No entanto, o corte mecânico tem limitações como desgaste rápido do molde, longo tempo de substituição do molde, baixa flexibilidade e baixa eficiência de produção. Ele não é mais capaz de atender aos requisitos em evolução da fabricação de baterias de lítio.
Com o desenvolvimento de lasers de nanossegundos de alta potência e alta qualidade de feixe e tecnologia de fibra contínua monomodo, o corte a laser tornou-se gradualmente a tecnologia convencional para a formação de abas. A formação de abas a laser normalmente emprega corte contínuo rolo a rolo. O fluxo principal do processo inclui desenrolamento, controle de tensão, controle de alinhamento, corte a laser, remoção de poeira secundária e rebobinamento(máquina relacionada).
2. Corte de chapa de eletrodo
Existem três métodos principais para dividir folhas de eletrodo: corte de disco circular, corte e vinco e corte a laser. O corte de disco circular e o corte e vinco sofrem de problemas de desgaste da ferramenta, o que pode levar à instabilidade do processo, má qualidade das folhas de eletrodo cortadas e diminuição do desempenho da bateria. A energia do laser e a velocidade de corte são dois parâmetros cruciais do processo que têm um impacto significativo na qualidade do corte. Quando a potência do laser é muito baixa ou a velocidade de corte é muito rápida, a folha do eletrodo pode não ser completamente cortada. Por outro lado, se a potência for muito alta ou a velocidade de corte for muito lenta, a área afetada do laser no material se tornará maior, resultando em maiores dimensões de corte.
3. Corte do separador
O corte a laser é usado para cortar o separador formado por dois componentes separadores laminados alternados em um rolo invertido. Este processo permite o corte automatizado e uniforme do separador, evitando problemas como desprendimento de pó, coleta de roscas, fragmentação do filme e corte incompleto. Este método é prático para uso em linhas de produção em lote.
LAserCInclinada
A limpeza a laser antes do revestimento do eletrodo pode efetivamente evitar danos causados pelos métodos tradicionais de limpeza com etanol úmido. Antes da soldagem da bateria, a limpeza a laser usa laser pulsado para induzir choque térmico e expansão no substrato, fazendo com que os contaminantes superem a adesão da superfície e se desprendam do substrato, obtendo um efeito de limpeza. Durante a montagem da bateria, a limpeza a laser pode ser aplicada em placas de isolamento e placas terminais para limpar a superfície suja das células, tornar a superfície da célula áspera e melhorar a adesão de adesivos ou materiais de revestimento.
1. Antes do revestimento do eletrodo:
As folhas de eletrodo positivo e negativo das baterias de lítio são revestidas com materiais de eletrodo de bateria de lítio em folhas de metal. Durante o processo de revestimento do eletrodo, é necessário limpar as folhas de metal. As folhas de metal são normalmente feitas de alumínio ou cobre. Os métodos tradicionais de limpeza com etanol úmido podem danificar outros componentes da bateria de lítio. As máquinas de lavagem a seco a laser oferecem uma solução eficaz para resolver esses problemas.
2. Antes da soldagem da bateria
Ao usar radiação laser pulsada, a temperatura da superfície do alvo pode ser aumentada, levando à expansão térmica. Essa expansão térmica induz vibrações nos contaminantes ou no substrato, fazendo com que os contaminantes superem a adesão da superfície e se desprendam do substrato, removendo efetivamente as manchas superficiais. Este método é particularmente eficaz para remover sujeira, poeira e outros contaminantes das extremidades da coluna de eletrodos das células da bateria, preparando-as para soldagem e reduzindo a produção de soldas defeituosas.
3. Durante a montagem da bateria
Para evitar acidentes de segurança em baterias de lítio, é prática comum aplicar revestimento adesivo nas células da bateria. Isso serve como isolamento para evitarcurtos-circuitos, proteja os circuitos e evite arranhões. A limpeza a laser de placas de isolamento e placas finais pode limpar efetivamente a superfície suja das células da bateria, tornar a superfície da célula áspera e melhorar a adesão de adesivos ou materiais de revestimento. A limpeza a laser é um método ecológico e ecologicamente correto, pois não gera poluentes nocivos após o processo de limpeza.
Marcação a laser
Para garantir um melhor controle da qualidade do produto e rastrear todas as informações de produção das baterias de lítio, incluindo informações sobre matéria-prima, processos e procedimentos de produção, lotes de produtos, datas de fabricação e detalhes do fabricante, é necessário armazenar as principais informações em um código QR e rotulá-lo na bateria. A marcação a laser oferece a melhor solução para rastreamento de qualidade do produto devido às suas características de forte permanência, alta capacidade antifalsificação, alta precisão, excelente resistência ao desgaste e segurança confiável.
