在激光技术出现之前,电池行业一直使用传统机械进行加工。与传统的机械加工相比,激光加工具有许多优点,并逐渐被锂离子电池制造商所认可。可用于金属箔分切、金属箔切割、隔离膜切割。它还可用于焊接接线片、电池芯外壳、密封钉、软连接、防爆、阀门和电池模块。
自1990年推出以来,锂电池以其高能量密度、高电压、环保、长寿命、快速充电等优点受到3C数码、电动工具等行业的青睐。他们对新能源汽车产业的贡献尤为突出。近年来,新能源汽车如雨后春笋般涌现。与传统燃料汽车相比,新能源汽车使用锂电池作为动力源。作为为新能源汽车提供动力来源的锂离子电池行业,市场潜力巨大。
锂离子电池(锂电池)
锂离子电池又称锂离子电池,是一种二次电池(可充电电池),主要依靠锂离子在正极和负极之间的运动来工作。锂电池作为一种新型清洁能源,不仅可以为新能源汽车提供动力,还可以为电动火车、电动自行车、高尔夫球车等各种产品提供动力。本文将向您介绍动力电池制造中的激光技术,并解释为什么锂离子电池制造使用激光切割系统和激光焊接系统。
激光切割系统
锂离子电池的生产通过一个工艺步骤紧密相连。一般来说,锂电池的生产包括三个部分:极片制造、电池芯制造和电池组装。在这三大工序中,激光切割是关键工序之一。锂离子电池加工过程对切割机的精度、可控性和质量要求较高。在使用过程中,模切机不可避免地会磨损,然后落下灰尘并产生毛刺,这可能导致电池过热、短路、爆炸等危险问题。为了避免危险,更适合使用激光切割机。与传统机械切割机相比,激光切割系统具有无刀具磨损、切割形状灵活、刃口质量可控、精度高、运行成本低等优点,有利于降低制造成本,提高生产效率,大大缩短新产品模切周期。
锂电池作为新能源汽车的核心部件,直接决定着整车的性能。随着新能源汽车市场的逐步爆炸,激光切割机在未来将具有巨大的市场潜力。
激光焊接系统
动力电池作为新能源汽车的核心部件,其质量直接决定着汽车的性能。锂离子电池制造设备一般包括前端设备、中端设备和后端设备三类。设备的精度和自动化水平将直接影响产品的生产效率和一致性。激光焊机作为传统焊接方法的替代品,已广泛应用于锂离子电池制造设备中。激光焊机是动力电池生产线的重要组成部分。该原理是一种高效、精确的焊接方法,使用高能密度激光束作为热源。与传统焊接相比,激光焊接具有熔深、速度快、变形小、对焊接环境要求低、功率密度高、不受磁场影响、不局限于导电材料、无需真空等优点,广泛应用于高端精密制造领域,特别是在新能源汽车和动力电池行业。
从锂离子电池的制造到电池组的组装,焊接是一个非常重要的制造过程。锂电池的导电性、强度、气密性、金属疲劳性和耐腐蚀性是典型的电池焊接质量评定标准。焊接方法和焊接工艺的选择将直接影响电池的成本、质量、安全性和一致性。接下来,STYLECNC将带您了解激光焊接系统在锂电池领域的各种应用。蓄电池防爆阀焊接蓄电池防爆阀是蓄电池密封板上的薄壁阀体。当电池内部压力超过规定值时,防爆阀阀体破裂,防止电池爆裂。该安全阀结构巧妙,该工艺对激光焊接工艺有极其严格的要求。连续激光焊接前,蓄电池防爆阀采用脉冲激光焊接,通过焊点与焊点的搭接和覆盖实现连续密封焊接,但焊接效率低,密封性能较差。连续激光焊接可以实现高速、高质量的焊接,焊接稳定性、焊接效率和成品率都可以得到保证。电池片焊接电池片通常分为三种材料。电池的正极使用铝(Al)材料,负极使用镍(Ni)材料或镀铜镍(Ni-Cu)材料。在动力电池的制造过程中,其中一个步骤是将电池片和电极焊接在一起。在二次电池的生产中,需要与另一个铝制安全阀焊接。焊接不仅要保证凸耳与电杆之间的可靠连接,而且要求焊缝光滑美观。电池电极条点焊用于电池电极条的材料包括纯铝条、镍条、铝镍复合条和少量铜条。蓄电池电极条的焊接一般采用脉冲焊机。随着IPG的QCW准连续激光器的出现,它也被广泛应用于电池电极条的焊接。同时,由于其良好的光束质量,焊点可以很小,在处理高反射率铝带、铜带和窄带电池极带(极带宽度小于1.5mm)的焊接方面具有独特的优势。动力电池外壳和盖板采用密封焊接,动力电池外壳材料为铝合金和不锈钢,其中铝合金使用最多,一般为3003铝合金,少数采用纯铝。不锈钢是激光焊接性能最好的材料。无论是脉冲激光还是连续激光,都可以获得外观和性能良好的焊缝。采用连续激光焊接薄壳锂电池,效率可提高5~10倍,外观效果和密封性能较好。因此,在这一应用领域有逐渐取代脉冲激光器的趋势。动力电池模块和组件焊接动力电池之间的串联和并联连接通常通过焊接连接件和单个电池来完成。正极和负极的材料不同。一般来说,有两种材料:铜和铝。因为铜和铝是用激光焊接的,所以它们可以形成脆性化合物。为满足应用要求,一般采用超声波焊接,铜与铜、铝与铝一般采用激光焊接。同时,由于铜和铝的导热非常快,对激光的反射率非常高,并且连接件的厚度相对较大,因此有必要使用更高功率的激光来实现焊接。这表明激光焊接已成为众多焊接方法中的佼佼者。首先,激光焊接具有能量密度高、焊接变形小、热影响区小等优点,可以有效提高零件的精度。焊缝光滑无杂质,均匀致密,无附加打磨工作;其次,激光焊接可以精确控制并聚焦在光线上。点小,定位精度高,易于实现机械臂自动化,提高焊接效率,减少工时,降低成本;此外,薄板或细直径导线的激光焊接不像电弧焊那样容易回流。
可与多种材料焊接,实现不同材料之间的焊接。趋势目前,新能源产业的快速发展带动了锂离子电池产业和锂离子电池装备制造业的同步增长,为激光切割机的大规模应用提供了良好的土壤,锂离子电池市场的激光焊接机和激光雕刻机。可以预见,随着新能源市场的不断发展、质量要求的逐步提高和激光技术的不断提高,未来锂离子电池市场将有更多的激光切割机和激光焊接机应用,更多的激光机制造商可以从锂离子电池行业中获益。