Energiebatterijen die zijn ontworpen voor elektrische voertuigen (EV's) en grootschalige mobiele energieopslagsystemen- vereisen een uitzonderlijk hoge capaciteit, uitgangsvermogen en structurele integriteit. Bij de assemblage van lithium-ionbatterijen is laserlassen de meest efficiënte, nauwkeurige en betrouwbare methode gebleken. Van celafdichting tot pakketintegratie: laserlassen bepaalt rechtstreeks de veiligheid, geleidbaarheid en levensduur van de batterij.
Deze uitgebreide gids geeft een overzicht van de kritische laserlastoepassingen tijdens het productieproces van batterijen en belicht de ideale apparatuur voor elke fase.
Top 5 laserlastoepassingen bij de batterijassemblage
1. Batterij-explosie-Beveiligde klepafdichting
De explosie-veilige klep is een cruciaal dun-veiligheidsmechanisme op de afdekplaat van de batterij. Wanneer de interne druk stijgt, scheurt de klep veilig om thermische overstroming of explosie te voorkomen.
De uitdaging:Dit proces vereist absolute luchtdichtheid-en geen warmtevervorming op ultra-dunne wanden.
De evolutie:Bij traditioneel gepulseerd laserlassen werd afdichting bereikt via overlappende punten, wat resulteerde in een lagere efficiëntie en een sub-suboptimale consistentie. Tegenwoordig levert continu golflaserlassen (CW) hoge-snelheid en uniforme naden op, waardoor de betrouwbaarheid van de afdichtingen en het productierendement drastisch worden verbeterd.
2. Batterijlipje en lipjes lassen
Batterijlipjes (nokken) verbinden de interne elektroden met de externe aansluitingen. Normaal gesproken gebruikt de positieve pool aluminium (Al), terwijl de negatieve pool nikkel (Ni) of vernikkeld koper (Ni-Cu) gebruikt.
De uitdaging:Het lassen van deze sterk geleidende, ongelijksoortige materialen vereist een sterke mechanische verbinding en een minimale elektrische weerstand zonder de onderliggende scheider te beschadigen. Continu laserlassen zorgt voor soepele, betrouwbare en esthetisch perfecte verbindingen.
3. Bandpuntlassen aan de eindpool
Voor het verbinden van elektrodestrips (puur aluminium, nikkel of composietstrips) worden vaak smalle banden met een hoog-reflectievermogen (vaak minder dan 1,5 mm breed) gelast.
De oplossing:Hoewel gepulseerde lasers van oudsher gebruikelijk waren, zijn quasi-Continuous Wave (QCW) fiberlasers de industriestandaard geworden. Hun uitzonderlijke bundelkwaliteit en ultra{2}}kleine brandpunt bieden unieke voordelen bij het werken met hoog- aluminium of koper in zeer beperkte ruimtes.
4. Afdichting van behuizing-tot-deksel (legeringsafdichting)
Batterijbehuizingen zijn meestal gemaakt van 3003 aluminiumlegering, puur aluminium of 304 roestvrij staal.
Roestvast staal biedt uitstekende lasbaarheid onder zowel gepulseerde als continue lasers.
Voor aluminiumlegeringen zijn continue fiberlasers de eerste keuze. Ze onderdrukken de gevoeligheid voor lasscheuren en zorgen voor een soepele penetratie. Voor dunne aluminium behuizingen (~0,25 mm) verhoogt het gebruik van continu laserlassen in plaats van gepulseerde systemen de productie-efficiëntie met 5 tot 10 keer, terwijl het een veel superieure esthetiek en hermetische afdichting biedt.
5. Batterijmodule en pakketintegratie
Om de gewenste spanning en capaciteit te bereiken, worden individuele cellen in serie of parallel geschakeld met behulp van busbars (verbindingsstukken).
Hoge-stroombehoefte:Busbars zijn dikker en dragen de warmte extreem snel over. Vanwege de hoge reflectiviteit van koper en aluminium zijn vezellasers met hoog-vermogen verplicht om een diepe penetratie, betrouwbare structurele sterkte en minimale elektrische weerstand over het hele batterijpakket te garanderen.
Aanbevolen laserlasapparatuur met lithiumbatterij
Om aan deze strenge industriële normen te voldoen, biedt Wuhan King's Laser op maat gemaakte, hoogwaardige- lasersystemen die zijn ontworpen voor geautomatiseerde batterijproductielijnen.
Oplossing A: QCW fiberlaserlasmachine
Beste voor:Lassen van acculippen/-nokken, puntlassen met poolbanden en precisiecomponenten met smalle- breedte.
Kernvoordeel:Beschikt over een gefocusseerde spotdiameter die slechts 1/3 is van die van traditionele YAG-lasers. Het levert een hoog piekvermogen met minimale warmte-inbreng, waardoor het perfect is voor metalen met een hoog-reflectievermogen (koper/aluminium).
Oplossing B: Automatische continue fiberlaserlasmachine
Beste voor:Kast-tot-afdichting, explosie-veilige klep continu lassen en pack-rail-integratie.
Kernvoordeel:Dringt gemakkelijk door metalen met een dikte van meer dan 2 mm. Uitgerust met een fiberlaserbron van de volgende-generatie en een geavanceerde wiebellaskop, wordt de lasnaadtolerantie aanzienlijk vergroot en wordt porositeit geëlimineerd.
Waarom kiezen voor laserlassen voor lithiumbatterijen?
Van de productie van één cel tot zware -accu's: de laskwaliteit bepaalt alles. Geleidbaarheid, treksterkte, hermetische afdichting, metaalmoeheid en corrosieweerstand zijn de kernwaarden van een premium batterij. Laserlassen is universeel de gouden standaard geworden op het gebied van EV-batterijlijnen, omdat het ongeëvenaarde precisie, geautomatiseerde snelheid, contactverslechtering zonder contact en een milieuvriendelijke voetafdruk biedt.