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        30年 激光設備制造經驗

        歐洲技術,中意合資企業-奔騰激光


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        30年 激光設備制造經驗

         

         

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        激光加工應用于新能源汽車鋰電池行業

        作者:奔騰激光(溫州)有限公司 瀏覽:37 發表時間:2020-12-07 11:30:31

        近年來,新能源汽車如雨后春筍般涌現。與傳統燃料汽車相比,新能源汽車使用鋰電池作為動力源。


        鋰離子電池是一種二次(可充電)電池,依靠鋰離子在正極和負極之間移動。鋰電池作為一種新型清潔能源,不僅可以為新能源汽車提供動力,還可以為電動火車、電動自行車、高爾夫球車等產品提供動力。


        鋰離子電池的生產與制造是緊密相連的。一般來說,鋰電池的生產包括三個部分:電極的制造、電池的制造和電池的組裝。激光切割是這三個工序中的關鍵工序。


        激光加工應用于新能源汽車鋰電池行業


        在激光技術出現之前,電池工業應用傳統機械進行加工。與傳統加工相比,激光加工具有無刀磨損、切削形狀靈活、刃口質量控制、精度高、運行成本低等優點,有利于降低制造成本,提高生產效率,大大縮短新產品的模切周期。



        激光焊接為大規模生產鋰電池提供了解決方案

        不同的材料焊接工藝、全密封包裝、本地化加工、高精度、質量一致性、高生產率是實現高效電池制造的關鍵因素。先進的激光系統結合創新的加工技術,為大量生產鋰電池的許多應用提供經濟有效的解決方案。


        高亮度激光技術可以實現激光加工高抗材料的可能性

        在電極的生產和電池單元和模塊的組裝中,需要進行許多切割、焊接和密封操作。潛在的激光應用包括電極切割、內部元件與電極和極端電的焊接,以及電池外殼的密封。大多數金屬部件是由銅或鋁制成的,因為它們具有極好的導電性。這些高反射性的材料曾經給激光加工帶來了挑戰,但現在先進的高亮度激光技術已經成功地解決了這個問題,使焊接相同和不同的材料成為可能。


        激光切割在電極切割中具有突出的優勢

        所述鋰電池電極由兩側涂有活性材料的鋁和銅片組成,作為集電極液。金屬板的厚度從0.01mm(無涂層)到0.2mm(有涂層)不等,這取決于單元的設計(圓筒或平板)和電極的類型(陰極或陽極)。模切用于加工平面電極,旋轉刀切割用于切割圓柱形單元的電極板條。這兩種方法都需要相對昂貴的切削刀具,過度的磨損會導致過程不穩定和切削質量差。特別是,刀片和微米級材料的任何輕微彎曲都可能導致整個系統短路和災難性故障。因此,這種方法需要經常維護和更換工具。

        在高速加工中,電極材料的激光切割已被證明在質量和成本上優于機械切割。圓盤和光纖激光器提供高光束質量為更小的光斑尺寸和更高的功率密度切割高反射銅和鋁板。采用單模光纖激光器可優化工藝,獲得良好的切割質量。在50W - 200W相對較低的功率范圍內,需要實現大于10 m/min的切削速度。部分研究結果表明,非接觸式激光切割技術有潛力成為傳統切割技術的有力競爭對手。前者具有刀具無磨損、靈活性高、切削質量一致等優點。


        激光焊接實現了鋰電池裝配過程中的高速焊接和短周期焊接

        高反射銅材料的激光焊接是激光和工藝設計的難點,因為高非線性的激光束與材料相互作用,使得加工過程非常嚴格,限制了加工的重復性。目前,在銅表面鍍鎳或添加一層鎳是為了提高釬焊過程的能量吸收和工藝穩定性。該研究中心研究了Nd:YAG、光盤和光纖激光器用于各種電池組件的連續和脈沖激光焊接工藝,功率范圍從500瓦到幾千瓦。這些激光器提供了建立熔接工藝所需的功率密度,并實現了高速焊接和低成本大批量生產所需的短周期時間。


        鋰電池作為新能源汽車的核心部件,直接決定著汽車的壽命。伴隨著新能源汽車市場的逐日興起,激光切割機在未來具有巨大的市場潛力。

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        奔騰激光(溫州)有限公司是溫州市政府“一事一議”的重大產業化項目,是溫州(中國)激光與光電產業集群首批引進的骨干龍頭企業。

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