شرح تفصيلي لتقنية اللحام بالليزر لبطاريات الألومنيوم

تتميز بطاريات الليثيوم ذات الغلاف الألومنيوم المربع بالعديد من المزايا مثل الهيكل البسيط، ومقاومة الصدمات الجيدة، وكثافة الطاقة العالية، وسعة الخلايا الكبيرة. لقد كانوا دائمًا الاتجاه الرئيسي لتصنيع وتطوير بطاريات الليثيوم المحلية، وهو ما يمثل أكثر من 40٪ من السوق.

هيكل بطارية الليثيوم ذات الغلاف الألومنيوم المربع كما هو موضح في الشكل، والذي يتكون من قلب البطارية (صفائح القطب الموجب والسالب، والفاصل)، والكهارل، والغطاء، والغطاء العلوي ومكونات أخرى.

هيكل بطارية ليثيوم مربع من الألومنيوم

أثناء عملية التصنيع والتجميع لبطاريات الليثيوم ذات الغلاف الألومنيوم المربع، تم اكتشاف عدد كبير مناللحام بالليزرالعمليات مطلوبة، مثل: لحام الوصلات الناعمة لخلايا البطارية وألواح الغطاء، ولحام ختم لوحة الغطاء، ولحام مسمار الختم، وما إلى ذلك. اللحام بالليزر هو طريقة اللحام الرئيسية لبطاريات الطاقة المنشورية. نظرًا لكثافة الطاقة العالية واستقرار الطاقة الجيد ودقة اللحام العالية والتكامل المنهجي السهل والعديد من المزايا الأخرى،اللحام بالليزرلا يمكن الاستغناء عنه في عملية إنتاج بطاريات الليثيوم ذات الغلاف الألومنيوم المنشورية. دور.

منصة الجلفانومتر الأوتوماتيكية Maven ذات 4 محاورماكينة لحام فايبر ليزر

إن خط اللحام الخاص بختم الغطاء العلوي هو أطول خط لحام في بطارية غلاف الألومنيوم المربعة، وهو أيضًا خط اللحام الذي يستغرق أطول وقت للحام. في السنوات الأخيرة، تطورت صناعة تصنيع بطاريات الليثيوم بسرعة، كما تطورت بسرعة تكنولوجيا عملية اللحام بالليزر لختم الغطاء العلوي وتكنولوجيا معداتها. على أساس سرعة اللحام المختلفة وأداء المعدات، فإننا نقسم معدات وعمليات اللحام بالليزر ذات الغطاء العلوي تقريبًا إلى ثلاث فترات. وهي عصر 1.0 (2015-2017) مع سرعة لحام <100 مم/ثانية، عصر 2.0 (2017-2018) بسرعة لحام 100-200 مم/ثانية، وعصر 3.0 (2019-) مع 200-300 مم/ثانية. فيما يلي عرض لتطور التكنولوجيا على طول مسار العصر:

1. عصر 1.0 من تكنولوجيا اللحام بالليزر للغطاء العلوي

سرعة اللحام＜100 مم / ثانية

ومن عام 2015 إلى عام 2017، بدأت سيارات الطاقة الجديدة المحلية في الانفجار مدفوعة بالسياسات، وبدأت صناعة بطاريات الطاقة في التوسع. ومع ذلك، فإن تراكم التكنولوجيا واحتياطيات المواهب في الشركات المحلية لا تزال صغيرة نسبيا. إن عمليات تصنيع البطاريات وتقنيات المعدات ذات الصلة هي أيضًا في مهدها، ودرجة أتمتة المعدات منخفضة نسبيًا، وقد بدأ مصنعو المعدات للتو في الاهتمام بتصنيع بطاريات الطاقة وزيادة الاستثمار في البحث والتطوير. في هذه المرحلة، متطلبات كفاءة الإنتاج في الصناعة لمعدات الختم بالليزر للبطاريات المربعة عادة ما تكون 6-10PPM. عادةً ما يستخدم حل المعدات ليزر ألياف بقدرة 1 كيلو واط لينبعث من خلال جهاز عاديرأس اللحام بالليزر(كما هو موضح في الصورة)، ويتم تشغيل رأس اللحام بواسطة محرك منصة مؤازر أو محرك خطي. الحركة واللحام، سرعة اللحام 50-100 مم / ثانية.

استخدام الليزر 1 كيلو واط لحام الغطاء العلوي للبطارية الأساسية

فياللحام بالليزرالعملية، نظرًا لسرعة اللحام المنخفضة نسبيًا ووقت الدورة الحرارية الطويلة نسبيًا للحام، فإن حمام السباحة المنصهر لديه ما يكفي من الوقت للتدفق والتصلب، ويمكن للغاز الواقي أن يغطي حمام السباحة المنصهر بشكل أفضل، مما يجعل من السهل الحصول على سلس و سطح كامل، لحام بتماسك جيد، كما هو موضح أدناه.

تشكيل التماس اللحام للحام منخفض السرعة للغطاء العلوي

من حيث المعدات، على الرغم من أن كفاءة الإنتاج ليست عالية، إلا أن هيكل المعدات بسيط نسبيًا، والاستقرار جيد، وتكلفة المعدات منخفضة، وهو ما يلبي احتياجات تطوير الصناعة في هذه المرحلة ويضع الأساس للتكنولوجيا اللاحقة تطوير. ​

على الرغم من أن عصر اللحام بالغطاء العلوي 1.0 يتميز بمزايا حل المعدات البسيط والتكلفة المنخفضة والاستقرار الجيد. لكن القيود المتأصلة فيه واضحة جدًا أيضًا. فيما يتعلق بالمعدات، فإن قدرة قيادة المحرك لا يمكنها تلبية الطلب على زيادة السرعة بشكل أكبر؛ فيما يتعلق بالتكنولوجيا، فإن مجرد زيادة سرعة اللحام وإخراج طاقة الليزر لزيادة السرعة سيؤدي إلى عدم الاستقرار في عملية اللحام وانخفاض الإنتاج: زيادة السرعة تقصر وقت الدورة الحرارية للحام، وتكون عملية ذوبان المعدن أكثر كثافة، يزداد التناثر، وستكون القدرة على التكيف مع الشوائب أسوأ، ومن المرجح أن تتشكل ثقوب التناثر. في الوقت نفسه، يتم تقصير وقت التصلب للمسبح المنصهر، مما يؤدي إلى خشونة سطح اللحام وتقليل الاتساق. عندما تكون بقعة الليزر صغيرة، فإن مدخلات الحرارة ليست كبيرة ويمكن تقليل الترشيش، ولكن نسبة العمق إلى العرض للحام كبيرة وعرض اللحام ليس كافيا؛ عندما تكون بقعة الليزر كبيرة، يجب إدخال طاقة ليزر أكبر لزيادة عرض اللحام. كبير، ولكن في نفس الوقت سيؤدي إلى زيادة تناثر اللحام وضعف جودة تشكيل سطح اللحام. في ظل المستوى الفني في هذه المرحلة، يعني المزيد من التسريع أنه يجب استبدال الإنتاجية بالكفاءة، وأصبحت متطلبات ترقية المعدات وتكنولوجيا العمليات متطلبات الصناعة.

2. عصر الغطاء العلوي 2.0اللحام بالليزرتكنولوجيا

سرعة اللحام 200 ملم/ثانية

في عام 2016، بلغت القدرة المركبة لبطاريات طاقة السيارات في الصين حوالي 30.8 جيجاوات في الساعة، وفي عام 2017 بلغت حوالي 36 جيجاوات في الساعة، وفي عام 2018، مع حدوث انفجار آخر، وصلت القدرة المركبة إلى 57 جيجاوات في الساعة، بزيادة سنوية قدرها 57٪. كما أنتجت سيارات الركاب العاملة بالطاقة الجديدة ما يقرب من مليون سيارة، بزيادة سنوية قدرها 80.7%. وراء الانفجار في القدرة المركبة هو إطلاق القدرة على تصنيع بطاريات الليثيوم. تمثل بطاريات سيارات الركاب ذات الطاقة الجديدة أكثر من 50٪ من السعة المركبة، وهو ما يعني أيضًا أن متطلبات الصناعة لأداء البطارية وجودتها ستصبح أكثر صرامة، كما دخلت التحسينات المصاحبة في تكنولوجيا معدات التصنيع وتكنولوجيا العمليات حقبة جديدة. : من أجل تلبية متطلبات الطاقة الإنتاجية للخط الواحد، يجب زيادة الطاقة الإنتاجية لمعدات اللحام بالليزر ذات الغطاء العلوي إلى 15-20PPM، واللحام بالليزريجب أن تصل السرعة إلى 150-200 مم/ثانية. لذلك، فيما يتعلق بمحركات الدفع، قامت العديد من الشركات المصنعة للمعدات بتحديث منصة المحرك الخطي بحيث تلبي آلية الحركة الخاصة بها متطلبات أداء الحركة للمسار المستطيل بسرعة موحدة تبلغ 200 مم / ثانية؛ ومع ذلك، فإن كيفية ضمان جودة اللحام في ظل اللحام عالي السرعة تتطلب المزيد من الاختراقات العملية، وقد أجرت الشركات في الصناعة العديد من الاستكشافات والدراسات: بالمقارنة مع عصر 1.0، فإن المشكلة التي يواجهها اللحام عالي السرعة في عصر 2.0 هي: استخدام تعمل ليزرات الألياف العادية على إخراج مصدر ضوء ذو نقطة واحدة من خلال رؤوس اللحام العادية، مما يجعل الاختيار صعبًا لتلبية متطلبات 200 مم/ثانية.

في الحل الفني الأصلي، لا يمكن التحكم في تأثير تشكيل اللحام إلا من خلال تكوين الخيارات، وضبط حجم البقعة، وضبط المعلمات الأساسية مثل طاقة الليزر: عند استخدام التكوين مع نقطة أصغر، سيكون ثقب المفتاح لحوض اللحام صغيرًا سيكون شكل المسبح غير مستقر، وسيصبح اللحام غير مستقر. عرض دمج التماس صغير نسبيًا أيضًا؛ عند استخدام تكوين مع بقعة ضوء أكبر، ستزداد فتحة المفتاح، ولكن سيتم زيادة قوة اللحام بشكل كبير، وسيتم زيادة معدلات التناثر وثقب الانفجار بشكل كبير.

من الناحية النظرية، إذا كنت تريد ضمان تأثير تشكيل اللحام عالي السرعةاللحام بالليزرمن الغطاء العلوي، تحتاج إلى تلبية المتطلبات التالية:

① التماس اللحام لديه عرض كاف ونسبة عمق التماس اللحام إلى العرض مناسبة، الأمر الذي يتطلب أن يكون نطاق العمل الحراري لمصدر الضوء كبيرًا بما يكفي وأن تكون طاقة خط اللحام ضمن نطاق معقول؛

② اللحام سلس، الأمر الذي يتطلب أن يكون وقت الدورة الحرارية للحام طويلاً بما يكفي أثناء عملية اللحام بحيث يكون للمسبح المنصهر سيولة كافية، ويصلب اللحام في لحام معدني أملس تحت حماية الغاز الواقي؛

③ يتميز خط اللحام بتماسك جيد وعدد قليل من المسام والثقوب. وهذا يتطلب أنه أثناء عملية اللحام، يعمل الليزر بثبات على قطعة العمل، ويتم توليد بلازما شعاع عالية الطاقة بشكل مستمر وتعمل على داخل حوض السباحة المنصهر. ينتج المجمع المنصهر "مفتاحًا" تحت قوة تفاعل البلازما. "الثقب"، ثقب المفتاح كبير بما فيه الكفاية ومستقر بما فيه الكفاية، بحيث لا يكون من السهل إخراج البخار المعدني والبلازما الناتج وإخراج قطرات معدنية، وتشكيل البقع، وليس من السهل انهيار المسبح المنصهر حول ثقب المفتاح وإشراك الغاز. . حتى لو تم حرق أجسام غريبة أثناء عملية اللحام وتم إطلاق الغازات بشكل متفجر، فإن ثقب المفتاح الأكبر يكون أكثر ملاءمة لإطلاق الغازات المتفجرة ويقلل من تناثر المعادن والثقوب المتكونة.

ردًا على النقاط المذكورة أعلاه، قامت شركات تصنيع البطاريات وشركات تصنيع المعدات في الصناعة بمحاولات وممارسات مختلفة: لقد تم تطوير تصنيع بطاريات الليثيوم في اليابان لعقود من الزمن، وأخذت تقنيات التصنيع ذات الصلة زمام المبادرة.

في عام 2004، عندما لم تكن تقنية ليزر الألياف قد تم تطبيقها تجاريًا على نطاق واسع بعد، استخدمت باناسونيك ليزر أشباه الموصلات LD وأشعة ليزر YAG التي يتم ضخها بواسطة مصباح نبضي للإخراج المختلط (يظهر المخطط في الشكل أدناه).

رسم تخطيطي لتكنولوجيا اللحام الهجين متعدد الليزر وهيكل رأس اللحام

بقعة الضوء عالية الكثافة الناتجة عن النبضياج ليزريتم استخدام نقطة صغيرة للعمل على قطعة الشغل لإنشاء فتحات لحام للحصول على اختراق لحام كافٍ. في نفس الوقت، يتم استخدام ليزر أشباه الموصلات LD لتوفير ليزر مستمر CW للتسخين المسبق ولحام قطعة العمل. يوفر المجمع المنصهر أثناء عملية اللحام المزيد من الطاقة للحصول على فتحات لحام أكبر، وزيادة عرض خط اللحام، وإطالة وقت إغلاق فتحات اللحام، مما يساعد الغاز الموجود في المجمع المنصهر على الهروب وتقليل مسامية اللحام التماس، كما هو مبين أدناه

رسم تخطيطي للهجيناللحام بالليزر

تطبيق هذه التكنولوجيا،ليزر ياجويمكن استخدام أشعة الليزر LD التي تبلغ قوتها بضع مئات من الواط فقط في لحام علب بطاريات الليثيوم الرقيقة بسرعة عالية تبلغ 80 مم / ثانية. تأثير اللحام كما هو موضح في الشكل.

مورفولوجيا اللحام تحت معلمات عملية مختلفة

مع تطور وظهور ليزر الألياف، حلت ليزرات الألياف محل ليزر YAG النبضي تدريجيًا في معالجة المعادن بالليزر نظرًا لمزاياها العديدة مثل جودة الشعاع الجيدة وكفاءة التحويل الكهروضوئية العالية والعمر الطويل وسهولة الصيانة والطاقة العالية.

لذلك، تطورت مجموعة الليزر في محلول اللحام الهجين بالليزر أعلاه إلى ليزر ألياف + ليزر أشباه الموصلات LD، ويتم إخراج الليزر أيضًا بشكل محوري من خلال رأس معالجة خاص (يظهر رأس اللحام في الشكل 7). أثناء عملية اللحام، آلية عمل الليزر هي نفسها.

وصلة لحام بالليزر المركبة

في هذه الخطة، نابضياج ليزريتم استبداله بليزر ألياف بجودة شعاع أفضل وطاقة أكبر وإخراج مستمر، مما يزيد بشكل كبير من سرعة اللحام ويحصل على جودة لحام أفضل (يظهر تأثير اللحام في الشكل 8). هذه الخطة أيضًا مفضلة لدى بعض العملاء. حاليًا، تم استخدام هذا الحل في إنتاج لحام الغطاء العلوي لبطارية الطاقة، ويمكن أن يصل إلى سرعة لحام تبلغ 200 مم/ ثانية.

مظهر الغطاء العلوي ملحوم باللحام بالليزر الهجين

على الرغم من أن حل اللحام بالليزر ذو الطول الموجي المزدوج يحل استقرار اللحام للحام عالي السرعة ويلبي متطلبات جودة اللحام للحام عالي السرعة للأغطية العلوية لخلايا البطارية، إلا أنه لا تزال هناك بعض المشكلات في هذا الحل من منظور المعدات والعملية.

بادئ ذي بدء، تعد مكونات الأجهزة لهذا الحل معقدة نسبيًا، وتتطلب استخدام نوعين مختلفين من الليزر ووصلات لحام ليزر خاصة ذات طول موجي مزدوج، مما يزيد من تكاليف الاستثمار في المعدات، ويزيد من صعوبة صيانة المعدات، ويزيد من احتمالية فشل المعدات نقاط؛

ثانيا، الطول الموجي المزدوجاللحام بالليزريتكون المفصل المستخدم من مجموعات متعددة من العدسات (انظر الشكل 4). فقدان الطاقة أكبر من وصلات اللحام العادية، ويجب تعديل موضع العدسة إلى الموضع المناسب لضمان الخرج المحوري لليزر ثنائي الطول الموجي. والتركيز على مستوى بؤري ثابت، وتشغيل عالي السرعة على المدى الطويل، قد يصبح موضع العدسة فضفاضًا، مما يتسبب في تغييرات في المسار البصري ويؤثر على جودة اللحام، مما يتطلب إعادة ضبط يدوي؛

ثالثًا، أثناء اللحام، يكون انعكاس الليزر شديدًا ويمكن أن يؤدي بسهولة إلى تلف المعدات والمكونات. خاصة عند إصلاح المنتجات المعيبة، يعكس سطح اللحام الأملس كمية كبيرة من ضوء الليزر، مما يمكن أن يسبب إنذار ليزر بسهولة، ويجب تعديل معلمات المعالجة للإصلاح.

من أجل حل المشاكل المذكورة أعلاه، علينا أن نجد طريقة أخرى للاستكشاف. في عامي 2017-2018، قمنا بدراسة التأرجح عالي التردداللحام بالليزرتكنولوجيا الغطاء العلوي للبطارية وترقيتها إلى تطبيق الإنتاج. اللحام المتأرجح عالي التردد بشعاع الليزر (يشار إليه فيما يلي باسم اللحام المتأرجح) هو عملية لحام حالية عالية السرعة تبلغ 200 مم / ثانية.

بالمقارنة مع محلول اللحام بالليزر الهجين، فإن الجزء المادي من هذا الحل يتطلب فقط ليزر ألياف عاديًا مقترنًا برأس لحام ليزر متأرجح.

تمايل تمايل رأس اللحام

توجد عدسة عاكسة تعمل بمحرك داخل رأس اللحام، والتي يمكن برمجتها للتحكم في تأرجح الليزر وفقًا لنوع المسار المصمم (عادةً دائري، على شكل S، على شكل 8، وما إلى ذلك)، وسعة التأرجح والتردد. يمكن لمعلمات التأرجح المختلفة أن تجعل المقطع العرضي للحام يأتي بأشكال مختلفة وأحجام مختلفة.

اللحامات التي تم الحصول عليها تحت مسارات تأرجح مختلفة

يتم تشغيل رأس اللحام المتأرجح عالي التردد بواسطة محرك خطي للحام على طول الفجوة بين قطع العمل. وفقًا لسمك جدار غلاف الخلية، يتم تحديد نوع مسار التأرجح المناسب والسعة. أثناء اللحام، سيشكل شعاع الليزر الثابت مقطعًا عرضيًا للحام على شكل حرف V فقط. ومع ذلك، مدفوعة برأس اللحام المتأرجح، تتأرجح بقعة الشعاع بسرعة عالية على المستوى البؤري، وتشكل ثقب مفتاح لحام ديناميكيًا ودوارًا، والذي يمكنه الحصول على نسبة مناسبة من عمق اللحام إلى العرض؛

يقوم ثقب مفتاح اللحام الدوار بتحريك اللحام. من ناحية، فهو يساعد على هروب الغاز ويقلل من مسام اللحام، وله تأثير معين على إصلاح الثقوب الموجودة في نقطة انفجار اللحام (انظر الشكل 12). من ناحية أخرى، يتم تسخين معدن اللحام وتبريده بطريقة منظمة. يجعل الدوران سطح اللحام يبدو نمطًا منتظمًا ومنظمًا لقشرة السمك.

تشكيل التماس اللحام المتأرجح

القدرة على التكيف مع اللحامات لطلاء التلوث تحت معايير التأرجح المختلفة

تلبي النقاط المذكورة أعلاه متطلبات الجودة الأساسية الثلاثة للحام عالي السرعة للغطاء العلوي. هذا الحل له مزايا أخرى:

① نظرًا لأنه يتم حقن معظم طاقة الليزر في ثقب المفتاح الديناميكي، يتم تقليل الليزر المتناثر الخارجي، لذلك لا يلزم سوى طاقة ليزر أصغر، ويكون مدخل حرارة اللحام منخفضًا نسبيًا (أقل بنسبة 30٪ من اللحام المركب)، مما يقلل من المعدات الخسارة وفقدان الطاقة.

② تتميز طريقة اللحام المتأرجح بقدرة عالية على التكيف مع جودة تجميع قطع العمل وتقليل العيوب الناجمة عن مشاكل مثل خطوات التجميع؛

③طريقة اللحام المتأرجح لها تأثير إصلاح قوي على فتحات اللحام، ومعدل العائد لاستخدام هذه الطريقة لإصلاح فتحات اللحام الأساسية للبطارية مرتفع للغاية؛

④النظام بسيط، وتصحيح أخطاء المعدات وصيانتها بسيطان.

3. عصر تكنولوجيا اللحام بالليزر للغطاء العلوي 3.0

سرعة اللحام 300 ملم/ثانية

ومع استمرار انخفاض دعم الطاقة الجديدة، سقطت السلسلة الصناعية لصناعة البطاريات بأكملها تقريبًا في البحر الأحمر. ودخلت الصناعة أيضًا في فترة تعديل، وزادت نسبة الشركات الرائدة ذات الحجم والمزايا التكنولوجية بشكل أكبر. ولكن في الوقت نفسه، سيصبح "تحسين الجودة وخفض التكاليف وزيادة الكفاءة" هو الموضوع الرئيسي للعديد من الشركات.

وفي فترة الدعم المنخفض أو المعدوم، فقط من خلال تحقيق ترقيات متكررة للتكنولوجيا، وتحقيق كفاءة إنتاج أعلى، وخفض تكلفة تصنيع بطارية واحدة، وتحسين جودة المنتج، يمكننا الحصول على فرصة إضافية للفوز في المنافسة.

تواصل شركة Han's Laser الاستثمار في الأبحاث المتعلقة بتكنولوجيا اللحام عالية السرعة للأغطية العلوية لخلايا البطارية. بالإضافة إلى طرق المعالجة العديدة المقدمة أعلاه، فإنه يدرس أيضًا التقنيات المتقدمة مثل تقنية اللحام بالليزر النقطي الحلقي وتقنية اللحام بالليزر الجلفانومتر للأغطية العلوية لخلايا البطارية.

من أجل تحسين كفاءة الإنتاج بشكل أكبر، استكشف تقنية لحام الغطاء العلوي بسرعة 300 مم/ثانية وسرعة أعلى. قام Han's Laser بدراسة ختم اللحام بالليزر بالجلفانومتر في 2017-2018، واختراق الصعوبات التقنية المتمثلة في حماية الغاز الصعبة لقطعة الشغل أثناء لحام الجلفانومتر وتأثير تشكيل سطح اللحام الضعيف، وتحقيق 400-500 مم / ثانيةاللحام بالليزرمن الغطاء العلوي للخلية. يستغرق اللحام ثانية واحدة فقط لبطارية 26148.

ومع ذلك، بسبب الكفاءة العالية، من الصعب للغاية تطوير معدات داعمة تتوافق مع الكفاءة، كما أن تكلفة المعدات مرتفعة. ولذلك، لم يتم إجراء أي تطوير إضافي للتطبيقات التجارية لهذا الحل.

مع مزيد من التطويرليزر الأليافالتكنولوجيا، تم إطلاق ليزر ألياف جديد عالي الطاقة يمكنه إخراج بقع ضوئية على شكل حلقة مباشرة. يمكن لهذا النوع من الليزر إخراج بقع ليزر نقطية من خلال ألياف بصرية خاصة متعددة الطبقات، ويمكن تعديل شكل البقعة وتوزيع الطاقة، كما هو موضح في الشكل

اللحامات التي تم الحصول عليها تحت مسارات تأرجح مختلفة

من خلال التعديل، يمكن تحويل توزيع كثافة طاقة الليزر إلى شكل بقعة على شكل كعكة دائرية. وهذا النوع من الليزر يسمى كورونا كما هو موضح في الشكل.

شعاع ليزر قابل للتعديل (على التوالي: الضوء المركزي، الضوء المركزي + الضوء الدائري، الضوء الدائري، المصباحان الدائريان)

في عام 2018، تم اختبار تطبيق أشعة ليزر متعددة من هذا النوع في لحام الأغطية العلوية لخلايا البطارية ذات غلاف الألومنيوم، واستنادًا إلى ليزر كورونا، تم إطلاق بحث حول حل تكنولوجيا المعالجة 3.0 للحام الأغطية العلوية لخلايا البطارية بالليزر. عندما يقوم ليزر كورونا بإخراج وضع الحلقة النقطية، فإن خصائص توزيع كثافة الطاقة لشعاع الخرج الخاص به تشبه الخرج المركب لليزر أشباه الموصلات + الألياف.

أثناء عملية اللحام، يشكل ضوء النقطة المركزية ذو كثافة الطاقة العالية ثقبًا رئيسيًا للحام الاختراق العميق للحصول على اختراق لحام كافٍ (على غرار مخرجات ليزر الألياف في محلول اللحام الهجين)، ويوفر الضوء الحلقي مدخلات حرارية أكبر، توسيع ثقب المفتاح، وتقليل تأثير بخار المعدن والبلازما على المعدن السائل عند حافة ثقب المفتاح، وتقليل تناثر المعدن الناتج، وزيادة وقت الدورة الحرارية للحام، مما يساعد الغاز الموجود في البركة المنصهرة على الهروب لمدة وقت أطول، مما يحسن استقرار عمليات اللحام عالية السرعة (على غرار مخرجات ليزر أشباه الموصلات في محاليل اللحام الهجين).

في الاختبار، قمنا بلحام بطاريات ذات غلاف رقيق ووجدنا أن اتساق حجم اللحام كان جيدًا وأن قدرة العملية CPK كانت جيدة، كما هو موضح في الشكل 18.

مظهر لحام الغطاء العلوي للبطارية بسماكة الجدار 0.8 مم (سرعة اللحام 300 مم / ثانية)

من حيث الأجهزة، على عكس حل اللحام الهجين، فإن هذا الحل بسيط ولا يتطلب جهازي ليزر أو رأس لحام هجين خاص. إنها تتطلب فقط رأس لحام ليزر عادي عالي الطاقة (نظرًا لأن ألياف بصرية واحدة فقط تنتج ليزرًا بطول موجي واحد، فإن هيكل العدسة بسيط، ولا يلزم أي تعديل، وفقدان الطاقة منخفض)، مما يجعل من السهل تصحيح الأخطاء وصيانتها. ، وتم تحسين استقرار المعدات بشكل كبير.

بالإضافة إلى النظام البسيط لحل الأجهزة وتلبية متطلبات عملية اللحام عالية السرعة للغطاء العلوي لخلية البطارية، فإن هذا الحل له مزايا أخرى في تطبيقات العملية.

في الاختبار، قمنا بلحام الغطاء العلوي للبطارية بسرعة عالية تبلغ 300 مم/ثانية، وما زلنا نحقق تأثيرات تشكيل التماس اللحام الجيدة. علاوة على ذلك، بالنسبة للأصداف ذات سماكات جدار مختلفة تبلغ 0.4، 0.6، و0.8 مم، فقط عن طريق ضبط وضع إخراج الليزر، يمكن إجراء لحام جيد. ومع ذلك، بالنسبة لحلول اللحام الهجين بالليزر ذات الطول الموجي المزدوج، من الضروري تغيير التكوين البصري لرأس اللحام أو الليزر، مما سيؤدي إلى زيادة تكاليف المعدات وتكاليف وقت التصحيح.

ولذلك، بقعة نقطة الحلقةاللحام بالليزرلا يمكن للحل فقط تحقيق لحام الغطاء العلوي فائق السرعة بسرعة 300 مم/ثانية وتحسين كفاءة إنتاج بطاريات الطاقة. بالنسبة لشركات تصنيع البطاريات التي تحتاج إلى تغييرات متكررة في النماذج، يمكن لهذا الحل أيضًا تحسين جودة المعدات والمنتجات بشكل كبير. التوافق وتقصير وقت تغيير النموذج وتصحيح الأخطاء.

مظهر لحام الغطاء العلوي للبطارية بسماكة الجدار 0.4 مم (سرعة اللحام 300 مم / ثانية)

مظهر لحام الغطاء العلوي للبطارية بسماكة الجدار 0.6 مم (سرعة اللحام 300 مم / ثانية)

اختراق لحام ليزر كورونا لحام الخلايا الرقيقة الجدار – قدرات المعالجة

بالإضافة إلى ليزر كورونا المذكور أعلاه، تتمتع ليزرات AMB وليزر ARM بخصائص خرج بصري مماثلة ويمكن استخدامها لحل مشكلات مثل تحسين تناثر اللحام بالليزر، وتحسين جودة سطح اللحام، وتحسين استقرار اللحام عالي السرعة.

4. ملخص

يتم استخدام الحلول المختلفة المذكورة أعلاه في الإنتاج الفعلي من قبل شركات تصنيع بطاريات الليثيوم المحلية والأجنبية. نظرًا لاختلاف أوقات الإنتاج والخلفيات التقنية المختلفة، يتم استخدام حلول العمليات المختلفة على نطاق واسع في الصناعة، ولكن الشركات لديها متطلبات أعلى من حيث الكفاءة والجودة. إنه يتحسن باستمرار، وسيتم تطبيق المزيد من التقنيات الجديدة قريبًا من قبل الشركات في طليعة التكنولوجيا.

بدأت صناعة بطاريات الطاقة الجديدة في الصين في وقت متأخر نسبيا وتطورت بسرعة مدفوعة بالسياسات الوطنية. استمرت التقنيات ذات الصلة في التقدم بفضل الجهود المشتركة لسلسلة الصناعة بأكملها، وقلصت الفجوة بشكل شامل مع الشركات العالمية المتميزة. باعتبارها شركة مصنعة محلية لمعدات بطاريات الليثيوم، تستكشف Maven أيضًا باستمرار مجالات المزايا الخاصة بها، مما يساعد على إجراء ترقيات متكررة لمعدات حزم البطاريات، وتوفير حلول أفضل للإنتاج الآلي لحزم وحدات بطاريات تخزين الطاقة الجديدة.