הסבר מפורט על טכנולוגיית ריתוך לייזר לסוללות מעטפת אלומיניום

לסוללות ליתיום מרובעות מעטפת אלומיניום יש יתרונות רבים כמו מבנה פשוט, עמידות טובה בפני פגיעות, צפיפות אנרגיה גבוהה וקיבולת תאים גדולה. הם תמיד היו הכיוון העיקרי של ייצור ופיתוח סוללות ליתיום מקומיות, והיוו יותר מ-40% מהשוק.

המבנה של סוללת הליתיום המרובעת במעטפת האלומיניום הוא כפי שמוצג באיור, המורכב מליבה של סוללה (יריעות אלקטרודות חיוביות ושליליות, מפריד), אלקטרוליט, מעטפת, מכסה עליון ורכיבים נוספים.

מבנה סוללת ליתיום מעטפת אלומיניום מרובעת

במהלך תהליך הייצור וההרכבה של סוללות ליתיום מרובעות מעטפת אלומיניום, מספר רב שלריתוך לייזרנדרשים תהליכים כגון: ריתוך חיבורים רכים של תאי סוללה ופלטות כיסוי, ריתוך איטום לוחות כיסוי, ריתוך ציפורניים איטום ועוד. ריתוך בלייזר הוא שיטת הריתוך העיקרית לסוללות כוח מנסרות. בשל צפיפות האנרגיה הגבוהה שלו, יציבות כוח טובה, דיוק ריתוך גבוה, אינטגרציה שיטתית קלה ויתרונות רבים אחרים,ריתוך לייזרהוא בלתי ניתן להחלפה בתהליך הייצור של סוללות ליתיום מנסרות מאלומיניום. תַפְקִיד.

פלטפורמת גלוונומטר אוטומטית 4 צירים של מייבןמכונת ריתוך לייזר סיבים

תפר הריתוך של אטם הכיסוי העליון הוא תפר הריתוך הארוך ביותר בסוללת מעטפת האלומיניום המרובעת, וזהו גם תפר הריתוך שלוקח את הזמן הארוך ביותר לריתוך. בשנים האחרונות, תעשיית ייצור סוללות הליתיום התפתחה במהירות, וגם טכנולוגיית תהליך הריתוך בלייזר איטום הכיסוי העליון וטכנולוגיית הציוד שלה התפתחו במהירות. בהתבסס על מהירות הריתוך והביצועים השונים של הציוד, אנו מחלקים באופן גס את הציוד והתהליכים לריתוך הלייזר בכיסוי העליון לשלושה עידנים. הם עידן 1.0 (2015-2017) עם מהירות ריתוך <100 מ"מ לשנייה, עידן 2.0 (2017-2018) עם 100-200 מ"מ לשנייה, ועידן 3.0 (2019-) עם 200-300 מ"מ לשנייה. להלן יציג את התפתחות הטכנולוגיה לאורך דרכו של הזמן:

1. עידן 1.0 של טכנולוגיית ריתוך לייזר בכיסוי העליון

מהירות ריתוך＜100 מ"מ לשנייה

משנת 2015 עד 2017, רכבי אנרגיה מקומיים חדשים החלו להתפוצץ כתוצאה ממדיניות, ותעשיית סוללות החשמל החלה להתרחב. עם זאת, צבירת הטכנולוגיה ועתודות הכשרונות של מפעלים מקומיים עדיין קטנות יחסית. גם תהליכי ייצור סוללות קשורים וטכנולוגיות ציוד נמצאים בחיתולים, ומידת האוטומציה של הציוד נמוכה יחסית, יצרני הציוד רק החלו לשים לב לייצור סוללות כוח ולהגדיל את ההשקעה במחקר ופיתוח. בשלב זה, דרישות יעילות הייצור של התעשייה עבור ציוד איטום לייזר בסוללה מרובעת הן בדרך כלל 6-10PPM. פתרון הציוד משתמש בדרך כלל בלייזר סיב 1kw כדי לפלוט דרך רגילראש ריתוך לייזר(כפי שמוצג בתמונה), וראש הריתוך מונע על ידי מנוע פלטפורמת סרוו או מנוע ליניארי. תנועה וריתוך, מהירות ריתוך 50-100 מ"מ לשנייה.

שימוש בלייזר 1kw כדי לרתך את הכיסוי העליון של ליבת הסוללה

ב-ריתוך לייזרתהליך, בשל מהירות הריתוך הנמוכה יחסית וזמן המחזור התרמי הארוך יחסית של הריתוך, לבריכה המותכת יש מספיק זמן לזרום ולהתמצק, והגז המגן יכול לכסות טוב יותר את הבריכה המותכת, מה שמקל על השגת חלק משטח מלא, ריתוך בעקביות טובה, כפי שמוצג להלן.

יצירת תפר ריתוך לריתוך במהירות נמוכה של הכיסוי העליון

מבחינת ציוד, למרות שיעילות הייצור אינה גבוהה, מבנה הציוד פשוט יחסית, היציבות טובה ועלות הציוד נמוכה, מה שעונה היטב על צורכי הפיתוח בתעשייה בשלב זה ומניח את היסודות לטכנולוגיות הבאות. הִתפַּתְחוּת. ‏

למרות שלעידן איטום ריתוך כיסוי עליון 1.0 יש את היתרונות של פתרון ציוד פשוט, עלות נמוכה ויציבות טובה. אבל גם המגבלות המובנות שלו ברורות מאוד. מבחינת ציוד, כושר ההנעה המנוע אינו יכול לעמוד בדרישה להגברת מהירות נוספת; מבחינת טכנולוגיה, פשוט הגדלת מהירות הריתוך ותפוקת הלייזר להאצה נוספת תגרום לחוסר יציבות בתהליך הריתוך ולירידה בתפוקה: עליית המהירות מקצרת את זמן המחזור התרמי של הריתוך, והמתכת תהליך ההיתוך אינטנסיבי יותר, הנתזים גדלים, יכולת ההסתגלות לזיהומים תהיה גרועה יותר, ויש סיכוי גבוה יותר להיווצר חורים ניתזים. במקביל מתקצר זמן ההתמצקות של הבריכה המותכת, מה שיגרום למשטח הריתוך להיות מחוספס ולצמצום העקביות. כאשר נקודת הלייזר קטנה, כניסת החום אינה גדולה וניתן להפחית את הנתזים, אך יחס העומק לרוחב של הריתוך גדול ורוחב הריתוך אינו מספיק; כאשר נקודת הלייזר גדולה, יש צורך להזין כוח לייזר גדול יותר כדי להגדיל את רוחב הריתוך. גדול, אבל באותו זמן זה יוביל ניתז ריתוך מוגבר ואיכות יצירת פני שטח ירודה של הריתוך. תחת הרמה הטכנית בשלב זה, האצה נוספת פירושה שיש להחליף את התשואה ביעילות, ודרישות השדרוג לציוד וטכנולוגיית תהליך הפכו לדרישות התעשייה.

2. עידן 2.0 של כריכה עליונהריתוך לייזרטֶכנוֹלוֹגִיָה

מהירות ריתוך 200 מ"מ לשנייה

בשנת 2016, הקיבולת המותקנת של סוללות חשמל לרכב בסין הייתה כ-30.8GWh, בשנת 2017 היא הייתה כ-36GWh, ובשנת 2018, לאחר פיצוץ נוסף, הקיבולת המותקנת הגיעה ל-57GWh, עלייה משנה לשנה של 57%. גם רכבי נוסעים חדשים באנרגיה ייצרו כמעט מיליון, גידול של 80.7% משנה לשנה. מאחורי הפיצוץ בקיבולת המותקנת עומד שחרור קיבולת ייצור סוללות הליתיום. מצברים חדשים לרכב נוסעים מהווים יותר מ-50% מהקיבולת המותקנת, מה שאומר שדרישות התעשייה לביצועי ואיכות הסוללות יהפכו יותר ויותר מחמירות, והשיפורים הנלווים בטכנולוגיית ציוד הייצור וטכנולוגיית התהליכים נכנסו גם הם לעידן חדש : על מנת לעמוד בדרישות כושר הייצור של קו יחיד, יש להגדיל את כושר הייצור של ציוד ריתוך לייזר בכיסוי העליון ל-15-20PPM,ריתוך לייזרהמהירות צריכה להגיע ל-150-200 מ"מ לשנייה. לכן, מבחינת מנועי הנעה, יצרני ציוד שונים יש. פלטפורמת המנוע הליניארי שודרגה כך שמנגנון התנועה שלו עומד בדרישות ביצועי התנועה לריתוך מהירות אחידה במסלול מלבני של 200 מ"מ לשנייה; עם זאת, כיצד להבטיח איכות ריתוך תחת ריתוך מהיר נדרשות פריצות דרך נוספות בתהליך, וחברות בתעשייה ערכו מחקרים ומחקרים רבים: בהשוואה לעידן 1.0, הבעיה איתה מתמודד ריתוך מהיר בעידן 2.0 היא: שימוש לייזרים סיבים רגילים להפקת מקור אור נקודתי אחד דרך ראשי ריתוך רגילים, הבחירה קשה לעמוד בדרישת 200 מ"מ לשנייה.

בפתרון הטכני המקורי, ניתן לשלוט באפקט יצירת הריתוך רק על ידי הגדרת אפשרויות, התאמת גודל הנקודה והתאמת פרמטרים בסיסיים כגון כוח לייזר: בעת שימוש בתצורה עם נקודה קטנה יותר, חור המנעול של בריכת הריתוך יהיה קטן , צורת הבריכה תהיה לא יציבה, והריתוך יהפוך לבלתי יציב. גם רוחב היתוך התפר קטן יחסית; בעת שימוש בתצורה עם נקודת אור גדולה יותר, חור המנעול יגדל, אך כוח הריתוך יוגדל באופן משמעותי, ושיעורי הנתזים וההתפוצצות יוגדלו באופן משמעותי.

תיאורטית, אם אתה רוצה להבטיח את אפקט היווצרות הריתוך של מהירות גבוההריתוך לייזרשל הכיסוי העליון, עליך לעמוד בדרישות הבאות:

① לתפר הריתוך יש רוחב מספיק ויחס עומק לרוחב של תפר הריתוך מתאים, מה שמחייב שטווח פעולת החום של מקור האור יהיה גדול מספיק ואנרגיית קו הריתוך תהיה בטווח סביר;

② הריתוך חלק, מה שמחייב את זמן המחזור התרמי של הריתוך להיות ארוך מספיק במהלך תהליך הריתוך כך שלבריכה המותכת תהיה נזילות מספקת, והריתוך מתמצק לריתוך מתכת חלק תחת הגנת הגז המגן;

③ לתפר הריתוך יש עקביות טובה ומעט נקבוביות וחורים. הדבר מחייב שבמהלך תהליך הריתוך, הלייזר יפעל ביציבות על חומר העבודה, ופלזמת אלומת האנרגיה הגבוהה נוצרת ברציפות ופועלת על החלק הפנימי של הבריכה המותכת. הבריכה המותכת מייצרת "מפתח" תחת כוח התגובה הפלזמה. "חור", חור המנעול גדול מספיק ויציב מספיק, כך שלא קל להוציא את אדי המתכת והפלזמה שנוצרו ולהוציא טיפות מתכת, יוצרות ניתזים, והבריכה המותכת מסביב לחור המנעול לא קלה לקרוס ולערוך גז . גם אם עצמים זרים נשרפים במהלך תהליך הריתוך וגזים משתחררים בצורה נפיצה, חור מפתח גדול יותר תורם יותר לשחרור גזים נפיצים ומפחית ניתזי מתכת וחורים שנוצרים.

בתגובה לנקודות לעיל, חברות לייצור סוללות וחברות לייצור ציוד בתעשייה עשו ניסיונות ושיטות שונות: ייצור סוללות ליתיום פותחה ביפן במשך עשרות שנים, וטכנולוגיות ייצור נלוות לקחו את ההובלה.

בשנת 2004, כאשר טכנולוגיית לייזר סיבים טרם יושמה באופן מסחרי נרחב, פנסוניק השתמשה בלייזרי מוליכים למחצה LD ובלייזרי YAG הנשאבים מנורות דופק לתפוקה מעורבת (התכנית מוצגת באיור למטה).

תרשים סכימה של טכנולוגיית ריתוך היברידית רב-לייזר ומבנה ראש הריתוך

נקודת האור בעלת צפיפות הספק גבוהה שנוצרת על ידי הפעימותלייזר YAGעם נקודה קטנה משמשת לפעולה על חומר העבודה כדי ליצור חורי ריתוך כדי להשיג חדירת ריתוך מספקת. במקביל, הלייזר המוליך למחצה LD משמש לספק לייזר רציף CW לחימום מראש ולריתוך של חומר העבודה. הבריכה המותכת במהלך תהליך הריתוך מספקת יותר אנרגיה להשגת חורי ריתוך גדולים יותר, להגדיל את רוחב תפר הריתוך ולהאריך את זמן הסגירה של חורי הריתוך, עוזרת לגז בבריכה המותכת להימלט ומפחיתה את נקבוביות הריתוך. תפר, כפי שמוצג להלן

תרשים סכמטי של היברידיריתוך לייזר

יישום הטכנולוגיה הזו,לייזרים YAGולייזרי LD עם הספק של כמה מאות וואט בלבד יכולים לשמש לריתוך מארזי סוללת ליתיום דקים במהירות גבוהה של 80 מ"מ/שנייה. אפקט הריתוך הוא כפי שמוצג באיור.

מורפולוגיה של ריתוך תחת פרמטרים שונים של תהליך

עם הפיתוח והעלייה של לייזרים סיבים, לייזר סיבים החליפו בהדרגה את לייזר YAG פולס בעיבוד מתכת לייזר בשל יתרונותיהם הרבים כגון איכות קרן טובה, יעילות המרה פוטו-אלקטרית גבוהה, חיים ארוכים, תחזוקה קלה והספק גבוה.

לכן, שילוב הלייזר בפתרון הריתוך ההיברידי של הלייזר הנ"ל התפתח ללייזר סיב + מוליכים למחצה LD, והלייזר מופק גם בקואקסיאלית באמצעות ראש עיבוד מיוחד (ראש הריתוך מוצג באיור 7). במהלך תהליך הריתוך, מנגנון פעולת הלייזר זהה.

מפרק ריתוך לייזר מרוכב

בתוכנית זו, הדופקלייזר YAGמוחלף בלייזר סיבים עם איכות קרן טובה יותר, כוח גדול יותר ופלט רציף, מה שמגביר מאוד את מהירות הריתוך ומשיג איכות ריתוך טובה יותר (אפקט הריתוך מוצג באיור 8). תוכנית זו גם לכן, היא מועדפת על ידי כמה לקוחות. נכון לעכשיו, פתרון זה שימש בייצור ריתוך איטום מכסה עליון של סוללות כוח, ויכול להגיע למהירות ריתוך של 200 מ"מ/שנייה.

מראה ריתוך כיסוי עליון באמצעות ריתוך לייזר היברידי

למרות שפתרון ריתוך הלייזר בעל אורך גל כפול פותר את יציבות הריתוך של ריתוך במהירות גבוהה ועומד בדרישות איכות הריתוך של ריתוך מהיר של כיסויים עליון של תאי סוללה, עדיין יש כמה בעיות עם פתרון זה מנקודת מבט של ציוד ותהליך.

קודם כל, רכיבי החומרה של פתרון זה מורכבים יחסית, ומצריכים שימוש בשני סוגים שונים של לייזרים ומפרקי ריתוך לייזר מיוחדים בעלי אורך גל כפול, מה שמגדיל את עלויות ההשקעה בציוד, מגדיל את הקושי בתחזוקת הציוד ומגדיל את הפוטנציאל לכשל בציוד. נקודות;

שנית, אורך הגל הכפולריתוך לייזרהמפרק בשימוש מורכב ממספר קבוצות של עדשות (ראה איור 4). אובדן הכוח גדול יותר מזה של מפרקי ריתוך רגילים, ויש להתאים את מיקום העדשה למיקום המתאים כדי להבטיח את הפלט הקואקסיאלי של הלייזר בעל אורך גל כפול. ובהתמקדות במישור מוקד קבוע, פעולה ארוכת טווח במהירות גבוהה, מיקום העדשה עלול להשתחרר, ולגרום לשינויים בנתיב האופטי ולהשפיע על איכות הריתוך, המצריך התאמה מחדש ידנית;

שלישית, במהלך הריתוך, השתקפות הלייזר היא חמורה ועלולה להזיק בקלות לציוד ולרכיבים. במיוחד בעת תיקון מוצרים פגומים, משטח הריתוך החלק מחזיר כמות גדולה של אור לייזר, אשר יכול בקלות לגרום לאזעקת לייזר, ויש להתאים את פרמטרי העיבוד לתיקון.

על מנת לפתור את הבעיות לעיל, עלינו למצוא דרך אחרת לחקור. בשנים 2017-2018, למדנו את התנופה בתדר גבוהריתוך לייזרהטכנולוגיה של מכסה הסוללה העליון וקידמה אותו ליישום ייצור. ריתוך תנופה בתדר גבוה בקרן לייזר (להלן ריתוך נדנדה) הוא תהליך ריתוך מהיר נוסף של 200 מ"מ לשנייה.

בהשוואה לפתרון ריתוך לייזר היברידי, חלק החומרה של פתרון זה דורש רק לייזר סיבים רגיל יחד עם ראש ריתוך לייזר מתנודד.

נדנוד נדנוד ראש ריתוך

ישנה עדשה רפלקטיבית מונעת מנוע בתוך ראש הריתוך, אותה ניתן לתכנת לשלוט בלייזר להתנדנד לפי סוג המסלול המתוכנן (בדרך כלל עגול, בצורת S, בצורת 8 וכו'), משרעת התנופה והתדר. פרמטרים שונים של נדנדה יכולים לעשות את חתך הריתוך מגיע בצורות שונות ובגדלים שונים.

ריתוכים המתקבלים תחת מסלולי תנופה שונים

ראש הריתוך בתדר גבוה מונע על ידי מנוע ליניארי כדי לרתך לאורך הפער בין חלקי העבודה. בהתאם לעובי הדופן של מעטפת התא, נבחר סוג מסלול הנדנדה ואמפליטודה המתאימים. במהלך הריתוך, קרן הלייזר הסטטית תהווה רק חתך ריתוך בצורת V. עם זאת, מונעת על ידי ראש הריתוך הנדנדה, נקודת הקרן מתנדנדת במהירות גבוהה במישור המוקד, ויוצרות חור מפתח ריתוך דינמי ומסתובב, שיכול להשיג יחס מתאים לעומק ריתוך לרוחב;

חור המנעול הריתוך המסתובב מעורר את הריתוך. מצד אחד, הוא עוזר לגז בריחת ומצמצם את נקבוביות הריתוך, ויש לו השפעה מסוימת על תיקון החורים בנקודת הפיצוץ של הריתוך (ראה איור 12). מצד שני, מתכת הריתוך מחוממת ומקוררת בצורה מסודרת. המחזור גורם למשטח הריתוך להיראות כדוגמת קשקשת דגים קבועה ומסודרת.

יצירת תפר ריתוך נדנדה

התאמה של ריתוכים לזיהום צבע תחת פרמטרי תנופה שונים

הנקודות לעיל עומדות בשלוש דרישות האיכות הבסיסיות לריתוך מהיר של הכיסוי העליון. לפתרון זה יתרונות נוספים:

① מכיוון שרוב כוח הלייזר מוזרק לתוך חור המנעול הדינמי, הלייזר המפוזר החיצוני מצטמצם, ולכן יש צורך רק בהספק לייזר קטן יותר, והקלטת חום הריתוך נמוכה יחסית (30% פחות מריתוך מרוכב), מה שמפחית את הציוד אובדן ואובדן אנרגיה;

② לשיטת ריתוך התנופה יש יכולת הסתגלות גבוהה לאיכות ההרכבה של חלקי העבודה ומפחיתה פגמים הנגרמים מבעיות כגון שלבי הרכבה;

③לשיטת ריתוך הנדנדה יש ​​אפקט תיקון חזק על חורי ריתוך, ושיעור התפוקה של שימוש בשיטה זו לתיקון חורי ריתוך בליבת הסוללה הוא גבוה ביותר;

④המערכת פשוטה, ואיתור באגים ותחזוקה של הציוד פשוטים.

3. עידן 3.0 של טכנולוגיית ריתוך לייזר בכיסוי העליון

מהירות ריתוך 300 מ"מ לשנייה

כאשר סובסידיות אנרגיה חדשות ממשיכות לרדת, כמעט כל השרשרת התעשייתית של תעשיית ייצור הסוללות נפלה לים סוף. גם הענף נכנס לתקופת דשדוש, ושיעור החברות המובילות בעלות קנה מידה ויתרונות טכנולוגיים גדל עוד יותר. אך במקביל, "שיפור האיכות, הפחתת עלויות והגברת היעילות" יהפכו לנושא המרכזי של חברות רבות.

בתקופה של סובסידיות נמוכות או ללא סובסידיות, רק על ידי השגת שדרוגים איטרטיביים של טכנולוגיה, השגת יעילות ייצור גבוהה יותר, הפחתת עלות הייצור של סוללה בודדת ושיפור איכות המוצר יכול להיות לנו סיכוי נוסף לנצח בתחרות.

Han's Laser ממשיך להשקיע במחקר על טכנולוגיית ריתוך במהירות גבוהה עבור כיסויים עליון של תאי סוללה. בנוסף למספר שיטות התהליך שהוצגו לעיל, הוא גם בוחן טכנולוגיות מתקדמות כגון טכנולוגיית ריתוך לייזר נקודתי טבעתי וטכנולוגיית ריתוך לייזר גלוונומטר לכיסויים עליון של תאי סוללה.

על מנת לשפר עוד יותר את יעילות הייצור, חקור את טכנולוגיית ריתוך הכיסוי העליון במהירות 300 מ"מ לשנייה ומהירות גבוהה יותר. הלייזר של האן חקר איטום ריתוך לייזר בגלונומטר סורק בשנים 2017-2018, תוך שהוא פורץ דרך הקשיים הטכניים של הגנת גז קשה של חלק העבודה במהלך ריתוך גלוונומטר ואפקט יצירת משטח ריתוך לקוי, והשגת 400-500 מ"מ לשנייהריתוך לייזרשל הכיסוי העליון של התא. ריתוך לוקח רק שנייה אחת עבור סוללת 26148.

עם זאת, בשל היעילות הגבוהה, קשה ביותר לפתח ציוד תומך התואם את היעילות, ועלות הציוד גבוהה. לפיכך, לא בוצע פיתוח יישומים מסחריים נוספים עבור פתרון זה.

עם המשך הפיתוח שללייזר סיביםטכנולוגיה, הושקו לייזרים סיבים חדשים בעלי הספק גבוה שיכולים להפיק ישירות כתמי אור בצורת טבעת. סוג זה של לייזר יכול להפיק כתמי לייזר טבעתיים דרך סיבים אופטיים מיוחדים רב-שכבתיים, וניתן להתאים את צורת הנקודה וחלוקת הכוח, כפי שמוצג באיור

ריתוכים המתקבלים תחת מסלולי תנופה שונים

באמצעות התאמה, ניתן להפוך את חלוקת צפיפות הכוח של הלייזר לצורה נקודתית-סופגנייה-טופאט. סוג זה של לייזר נקרא קורונה, כפי שמוצג באיור.

קרן לייזר מתכווננת (בהתאמה: אור מרכזי, אור מרכזי + אור טבעת, אור טבעת, שני אורות טבעת)

בשנת 2018 נבדקה היישום של ריבוי לייזרים מסוג זה בריתוך של כיסויי תא סוללה עליון של מעטפת אלומיניום, ועל בסיס לייזר Corona הושק מחקר על פתרון טכנולוגיית 3.0 תהליך לריתוך לייזר של כיסויים עליון תא סוללה. כאשר לייזר Corona מבצע פלט מצב טבעת נקודתית, מאפייני חלוקת צפיפות ההספק של אלומת הפלט שלו דומים לפלט המרוכב של לייזר מוליכים למחצה + סיבים.

במהלך תהליך הריתוך, אור נקודת המרכז עם צפיפות הספק גבוהה יוצר חור מפתח לריתוך חדירה עמוק כדי להשיג חדירת ריתוך מספקת (בדומה לפלט של לייזר הסיבים בפתרון הריתוך ההיברידי), והאור הטבעתי מספק קלט חום גדול יותר, להגדיל את חור המנעול, להפחית את ההשפעה של אדי מתכת ופלזמה על המתכת הנוזלית בקצה חור המנעול, להפחית את התזת המתכת שנוצרה ולהגדיל את זמן המחזור התרמי של הריתוך, מה שעוזר לגז בבריכה המותכת להימלט למשך זמן זמן ארוך יותר, שיפור היציבות של תהליכי ריתוך מהירים (בדומה לתפוקה של לייזרים מוליכים למחצה בפתרונות ריתוך היברידיים).

בבדיקה, ריתכנו סוללות מעטפת דקיקות וגילינו שעקביות גודל הריתוך הייתה טובה ויכולת התהליך CPK טובה, כפי שמוצג באיור 18.

מראה של ריתוך מכסה עליון של סוללה עם עובי דופן 0.8 מ"מ (מהירות ריתוך 300 מ"מ לשנייה)

מבחינת חומרה, בניגוד לפתרון הריתוך ההיברידי, פתרון זה הוא פשוט ואינו מצריך שני לייזרים או ראש ריתוך היברידי מיוחד. זה דורש רק ראש ריתוך לייזר רגיל רגיל בעל הספק גבוה (מאחר שרק סיב אופטי אחד מוציא לייזר באורך גל בודד, מבנה העדשה פשוט, אין צורך בהתאמה ואובדן ההספק נמוך), מה שמקל על איתור באגים ותחזוקה , והיציבות של הציוד השתפרה מאוד.

בנוסף למערכת הפשוטה של ​​פתרון החומרה ועמידה בדרישות תהליך הריתוך המהיר של הכיסוי העליון של תא הסוללה, לפתרון זה יש יתרונות נוספים ביישומי תהליך.

בבדיקה, ריתכנו את מכסה הסוללה העליון במהירות גבוהה של 300 מ"מ לשנייה, ועדיין השגנו אפקטים טובים של יצירת תפר ריתוך. יתרה מכך, עבור קונכיות עם עובי דופן שונה של 0.4, 0.6 ו-0.8 מ"מ, רק על ידי התאמה פשוטה של ​​מצב פלט הלייזר, ניתן לבצע ריתוך טוב. עם זאת, עבור פתרונות ריתוך לייזר היברידי באורך גל כפול, יש צורך לשנות את התצורה האופטית של ראש הריתוך או הלייזר, מה שיביא לעלויות ציוד גבוהות יותר ולעלות זמן איתור באגים.

לכן, נקודת הטבעתריתוך לייזרהפתרון יכול לא רק להשיג ריתוך כיסוי עליון במהירות גבוהה במיוחד ב-300 מ"מ/שנייה ולשפר את יעילות הייצור של סוללות חשמל. עבור חברות לייצור סוללות הזקוקות להחלפות דגמים תכופות, פתרון זה יכול גם לשפר מאוד את איכות הציוד והמוצרים. תאימות, קיצור שינוי הדגם וזמן איתור באגים.

מראה של ריתוך מכסה עליון של סוללה עם עובי דופן 0.4 מ"מ (מהירות ריתוך 300 מ"מ לשנייה)

מראה של ריתוך מכסה עליון של סוללה עם עובי דופן 0.6 מ"מ (מהירות ריתוך 300 מ"מ לשנייה)

חדירת ריתוך בלייזר קורונה לריתוך תאים דקים - יכולות תהליך

בנוסף ללייזר הקורונה שהוזכר לעיל, ללייזרי AMB וללייזרי ARM יש מאפייני פלט אופטיים דומים וניתן להשתמש בהם כדי לפתור בעיות כמו שיפור ניתזי ריתוך לייזר, שיפור איכות פני הריתוך ושיפור יציבות הריתוך במהירות גבוהה.

4. סיכום

הפתרונות השונים שהוזכרו לעיל משמשים כולם בייצור בפועל על ידי חברות לייצור סוללות ליתיום מקומיות וזרות. בשל זמן ייצור שונה ורקע טכני שונה, פתרונות תהליכים שונים נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה, אך לחברות יש דרישות גבוהות יותר ליעילות ואיכות. היא משתפרת כל הזמן, ובקרוב ייושמו טכנולוגיות חדשות נוספות על ידי חברות בחזית הטכנולוגיה.

תעשיית סוללות האנרגיה החדשה של סין התחילה מאוחר יחסית והתפתחה במהירות מונעת על ידי מדיניות לאומית. טכנולוגיות קשורות המשיכו להתקדם במאמצים משותפים של כל שרשרת התעשייה, וקיצרו באופן מקיף את הפער מול חברות בינלאומיות מצטיינות. כיצרנית ציוד ליתיום מקומית, Maven גם בוחנת כל הזמן את תחומי היתרון שלה, עוזרת לשדרוגים איטרטיביים של ציוד מארז סוללות, ומספקת פתרונות טובים יותר לייצור אוטומטי של חבילות סוללות חדשות לאגירת אנרגיה.