Lazer kaynağı: yüksek işlem engelleri, kaynak hacimlerini yukarı çeken büyük silindirler gibi yeni pil teknolojileri
Lazer teknolojisi, yüksek verimliliği, esnekliği, güvenilirliği ve kararlılığı, düşük kaynak malzemesi kaybı, yüksek otomasyon ve güvenliği nedeniyle lityum pillerin kesilmesi, temizlenmesi, kaynaklanması ve kodlanmasında kullanılmaktadır. Ulusal politikaların güçlü desteği ve yeni enerji araçlarının hızlandırılmış tanıtımı ve uygulanmasıyla, Çin'de otomotiv akülerine olan talep önemli ölçüde arttı. Yeni enerji araçlarının üç temel bileşeninde pil, motor, elektrik kontrolü, araç maliyetindeki çekirdek bileşen güç lityum pil, yüksek bir orana sahip olmakla birlikte, aracın menzilini de doğrudan belirlemektedir. Lityum pillerin üretimi, üç ana bölüme ayrılan bir dizi işlemden oluşur: elektrot üretimi, hücre üretimi ve pillerin montajı. Lityum pilin kalitesi, yeni enerji aracının performansını doğrudan belirler ve bu nedenle üretim sürecinde en yüksek hassasiyeti gerektirir. Lazer teknolojisi, gelişmiş bir "hafif" üretim aracı olarak, yüksek verim ve hassasiyeti, esnekliği, güvenilirliği ve kararlılığı, düşük kaynak malzemesi kaybı, otomasyonu nedeniyle lityum pil bileşenlerinin kesme, temizleme, kaynak ve kodlama işlemlerinde kullanılmaktadır. ve Güvenlik.
2. Lazer kaynağı: yüksek işlem engelleri, kaynak hacimlerini yukarı çeken büyük silindirler gibi yeni pil teknolojileri
2.1 Prensip: Akünün güvenliğini garanti etmek için kaynak kalitesi lazer enerji kontrolüne ve proses parametrelerine bağlıdır.
Lazer kaynağı, güç pillerinin güvenliğini önemli ölçüde artırabilen derin erime, yüksek hız ve düşük bozulma gibi birçok avantaja sahiptir. Modern bir kaynak teknolojisi olarak lazer kaynağı, derin erime, yüksek hız, düşük deformasyon, kaynak ortamı için düşük gereksinimler, yüksek güç yoğunluğu, manyetik alanlardan etkilenmeme, iletken malzemelerle sınırlı kalmama, vakumlu çalışma koşulları gerektirmeme gibi avantajlara sahiptir. ve kaynak işlemi sırasında X-ışınları üretmez, vb. Üst düzey hassas imalat alanında, özellikle yeni enerjili araç ve güç pili endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Güç pili kaynak parçaları çoktur, zordur ve yüksek hassasiyet gerektirir. Güç pili üreticilerinin, pil üretim ekipmanının otomasyonu, güvenliği, hassasiyeti ve işleme verimliliği için de yüksek gereksinimleri vardır. Lazer kaynak teknolojisinin benzersiz avantajları, pillerin güvenliğini, güvenilirliğini ve tutarlılığını önemli ölçüde artırabilir, maliyetleri azaltabilir ve hizmet ömrünü uzatabilir, bu da onu güç pili üreticileri için en uygun seçim haline getirir.
Lazer kaynağının kalitesini belirleyen ana çekirdek unsurlar, lazer enerji kontrolü ve kaynak işlemi teknolojisidir. Lazer enerji kontrolü: ①Kaynak yapılacak malzeme lazer ışığının farklı dalga boyları için farklı absorpsiyon oranlarına sahip olduğundan (yüzde 5 ile yüzde 50 arasında değişebilir), lazer kaynağı seçimi tüm farkı yaratabilir. Kaynak yapılan parçaya düzgün ve kararlı bir kaynak lazer ışını iletmek için lazer çıkış gücünün tutarlı veya hassas bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Çok düşük güç, yetersiz kaynak erimesine yol açacak ve kaynak kalitesini etkileyecektir, çok yüksek güç veya yukarı ve aşağı dalgalanmalar sıçramaya, gözenekliliğe ve diğer istenmeyen etkilere yol açacaktır. Bu nedenle, lazer kaynağının kontrolü, lazer kaynağı için en kritik teknolojilerden biri haline gelir.
②Lazer kaynak etkisi, lazer dalga boyu, güç yoğunluğu, kaynak süresi, kaynak kafası açısı, odak uzaklığı, lazer emilim oranı ve kaynağın temizliği, kaynağın kalınlığı ve ısıl iletkenliği, türü ve akışı gibi düzinelerce faktörle ilgili olarak karmaşıktır. koruyucu gazdan. Bu nedenle, lazer kaynak teknolojisi aynı zamanda kaynak kalitesini etkileyen kilit faktörlerden biridir ve lazer kaynak proses teknisyenlerinin özeti sürekli olarak keşfetmesini gerektirir, yalnızca uzun bir deneysel birikim süresi iyi kaynak sonuçları elde edebilir.
Çalışma prensibine göre kaynak beş türe ayrılabilir, uygulamanın gereksinimlerine bağlı olarak en iyi sonuçları elde etmek için farklı kaynak yöntemleri seçilir. Lazer kaynağı, çalışma prensibine bağlı olarak beş kategoriye ayrılabilir: ısı iletim kaynağı, derin füzyon kaynağı, kompozit kaynak, lazer lehimleme ve lazer iletim kaynağı. Müşteriye ve işleme uygulamasına bağlı olarak, mümkün olan en iyi kaynak sonuçlarını elde etmek için uygun kaynak yöntemi seçilir.
2.2 Uygulama durumu: çekirdek üretimi, yaklaşık 10-30 milyon/GWh değerinde PACK kaynağı
Hücre üretim sürecinde ve pil PACK işleminde güç hücrelerinin üretiminde lazer kaynağı kullanılmaktadır. Güç hücrelerinin üretiminde, lazer kaynağı kullanan ana segmentler şunları içerir: ①Orta işlem: pabuçların kaynağı (ön kaynak dahil), kutup şeritlerinin punta kaynağı, çekirdeklerin kabuk içine ön kaynağı, üst kısmın sızdırmazlık kaynağı dış kabuğun kapağı, sıvı enjeksiyon portunun sızdırmazlık kaynağı, vb. ②İşlem sonrası: akü PACK modülündeki bağlantı parçasının kaynağı ve modülün arkasındaki kapaktaki patlamaya dayanıklı valfin kaynağı vb. dahil. Kaynak öncesi değer hacmi yaklaşık 10-30 milyon Yuan/GWh'dir. Güç pili üreticilerindeki lazer kaynak ekipmanı, yaklaşık 200 milyon yuan'lık güç pili tek GWh ekipman yatırımına göre yaklaşık yüzde 5-15 yatırım yapacak, mevcut güç pili lazer kaynak ekipmanı tek GWh yatırımı 10 milyon yuan ila 30 milyon yuan.
2.3 Talep: Yarı iletken fabrikaları, küresel "çekirdek kıtlığı" nedeniyle sermaye harcamalarını artırıyor, ekipman patlaması yukarı doğru devam ediyor
4680 Büyük silindirlerin lazer işlemleri için daha yüksek gereksinimleri vardır ve kaynak hacimlerinin kare hücreler ve küçük silindirlere kıyasla artması beklenir. 4680 hücresi daha zorlu bir lazer işlemi gerektirir ve kulakların kontrolsüz şekli zor bir işlemdir. 4680 akü, elektrolit penetrasyonunun önündeki en büyük engel olan bir pozitif ve bir negatif pabuçla geleneksel akünün kalıbını kıran, kısa devreye eğilimli ve iki kapalı bölümle üretilen tam bir pabuç işlemi kullanır ve birden fazla pabucu düzgün bir şekilde katlamak zordur ve daha yüksek bir lazer işlemi gerektirir. 4680 Büyük silindirik hücrelerin lazer kaynağı, sırasıyla kare hücrelere ve küçük silindirik hücrelere göre kaynak işlemi ve gerekli kaynak ekipmanı açısından artmıştır. Kare hücrelerle karşılaştırıldığında, büyük bir silindirin tam pabucu için lazer kaynak işlemi 5 geçişten 7 geçişe çıkarıldı. Küçük silindirik hücreler açısından, tek GWh hattı, 18650 ve 21700 hücre hatlarına kıyasla 5 ek kaynak makinesine sahiptir. Yukarıdakilerle birleştiğinde, kare hücreler ve küçük silindirlere kıyasla 4680 büyük silindirin lazer kaynağına yönelik talebin artmasının beklendiğine inanıyoruz.
Diğer kaynak bağlantı teknolojisi: bara kaynağındaki pil PACK gibi farklı metal kaynağı sorununu çözmek için lazer kaynağı ile değiştirilmesi bekleniyor, lazer kaynak işlemi ilerlemeye devam ettikçe lazer kaynak penetrasyonunun beklendiğini düşünüyoruz. yukarı taşımak için. Bir örnek, kare hücre arka uç modüllerinde/PACK'lerde baraların Al/Cu heterojen metal lehimlenmesidir. ①Al ve Cu'nun düşük ışık absorpsiyonu ve son derece kırılgan metal bileşikleri üretme eğilimi Al/Cu zorluklarıdır: Al/Cu'ya benzemeyen metallerin lazerle kaynağı, Al ve Cu'nun çok farklı malzeme fiziksel özelliklerinden dolayı birçok zorlu sınırlamaya sahiptir. Ana zorluklardan biri, 1um lazer dalga boyunda Al'ın düşük absorpsiyonu ve hatta Cu'nun daha düşük absorpsiyonudur; diğeri ise Al-Cu alaşımının metalurjik özellikleridir, yani oldukça kırılgan metal bileşiği çatlak oluşumuna yol açabilir. Yüzde 50-80 Cu içeriğine sahip intermetalik fazlar oluşabilir.
Bara kaynağı, kırılgan bileşikler sorununa hala bir çözüm değildir, ancak lazer kaynağı olası yöndür. Kullanım gereksinimlerini karşılayamayan lazer kaynağı sonrası bakır ve alüminyum arasında kolay kırılgan bileşikler oluşması nedeniyle, genellikle ultrasonik kaynak dışında, bakır ve bakır, alüminyum ve alüminyum genellikle lazer kaynağında kullanılır. Aynı zamanda, hem bakırın hem de alüminyumun yüksek ısı transfer hızı, lazerin yüksek yansıtma özelliği ve bağlantı parçasının nispeten büyük kalınlığı, kaynağın elde edilmesi için yüksek güçlü bir lazer gerektirir. Yedi tanesi farklı kazanımlara sahip dokuz farklı parametre ve ayar deneyi yöntemi ile, gelecekte lazer işleminin sürekli ilerlemesi ile, baraların Al/Cu lazer kaynağı sorunlarının çözülmesinin beklendiğine inanıyoruz ve lazer kaynağı en olası yöndür.
