Des de la fabricació de cèl·lules d'emmagatzematge d'energia fins a PACK de bateries en grups, la soldadura és un procés de fabricació molt important, la conductivitat de la bateria de liti, la resistència, l'estanqueïtat, la fatiga del metall i la resistència a la corrosió, és un criteri d'avaluació de la qualitat de la soldadura de la bateria. L'elecció del mètode de soldadura i el procés de soldadura afectaran directament el cost de la bateria, la qualitat, la seguretat i la consistència de la bateria.
Entre molts mètodes de soldadura, la soldadura làser destaca amb els següents avantatges: en primer lloc, la soldadura làser té una alta densitat d'energia, una petita deformació de la soldadura i una petita zona afectada per la calor, que pot millorar eficaçment la precisió de les peces i la costura de soldadura és suau, lliure d'impureses, uniforme i dens, sense treballs de mòlta addicionals;
En segon lloc, la soldadura per làser es pot controlar amb precisió, petit punt d'enfocament, posicionament d'alta precisió, amb el braç robòtic és fàcil de realitzar l'automatització, millorar l'eficiència de la soldadura, reduir les hores de treball, reduir els costos; A més, la soldadura per làser de plaques primes o filferros de diàmetre fi no serà tan fàcil com la soldadura per arc per problemes de fusió.
Els mètodes de soldadura de bateries d'emmagatzematge d'energia inclouen principalment la soldadura per ones, la soldadura per ultrasons, la soldadura per làser, la soldadura per làser de metalls diferents, de les quals la soldadura per làser és actualment el mètode de soldadura més convencional.
Bateria d'emmagatzematge d'energia
Mètodes de soldadura de la bateria d'emmagatzematge d'energia:
- Soldadura per ones: essencialment una combinació de soldadura per ultrasons i soldadura làser;
- Soldadura per ultrasons: els avantatges d'aquest programa és la soldadura simple, però cal ocupar més espai, el volum del mòdul a l'eficiència del grup serà menor;
- Soldadura per làser: aquest programa és actualment el més utilitzat, però l'estructura és lleugerament diferent;
- Soldadura làser metàl·lica diferent: aquest mètode de soldadura en un grup també és molt eficient i una velocitat de producció ràpida.
Què és la soldadura làser?
La soldadura làser es fa mitjançant el sistema òptic, l'ús d'alta densitat d'energia del feix làser com a font de calor, el feix làser es centrarà en una àrea molt petita, en un període de temps molt curt perquè el lloc de soldadura formi un zona de font de calor d'energia altament concentrada, de manera que el material soldat es fon i la formació d'una soldadura sòlida o costura de soldadura.
La soldadura làser és un nou tipus de mètode de soldadura, actualment en fase de desenvolupament d'alta velocitat. Quan s'utilitza la soldadura làser, la zona afectada per la calor de la peça és petita; la junta de soldadura és petita i la precisió de la mida de la soldadura és alta; el mètode de soldadura és la soldadura sense contacte, no es necessita cap força externa, la deformació del producte és petita, la qualitat de la soldadura és alta, l'eficiència és alta i és fàcil realitzar la producció automatitzada.
Equips de soldadura làser per a bateria d'emmagatzematge d'energia
L'estructura de les bateries sol contenir una varietat de materials com ara acer, alumini, coure, níquel, etc. Aquests metalls es poden convertir en elèctrodes, cables o carcassa, per tant, tant si es tracta d'un material com d'una varietat de materials entre la soldadura. , el procés de soldadura planteja alts requisits.
L'avantatge del procés de soldadura làser rau en l'àmplia gamma de materials que es poden soldar i la capacitat de soldar entre diferents materials.
Tipus de soldadura làser
Els tipus de soldadura làser inclouen la soldadura per conducció de calor per làser i la soldadura per làser de fusió profunda. La diferència principal entre la soldadura per conducció de calor i la soldadura de fusió profunda és la densitat de potència aplicada a la superfície metàl·lica per unitat de temps, que té diferents llindars per a diferents metalls.
Tres làsers principals que s'utilitzen habitualment per a la soldadura làser de bateries d'emmagatzematge d'energia
La bateria d'emmagatzematge d'energia és un conjunt format per equips d'emmagatzematge de bateries (des d'un sol component → mòdul de bateria → armari de bateria → unitat d'emmagatzematge de bateria → equip d'emmagatzematge de bateria), PCS i enllaços de filtratge.
Camp de soldadura làser de bateria d'emmagatzematge d'energia, l'ús actual del làser més pols, làser continu, làser quasi continu.
Làser polsat: làser YAG, làser MOPA;
Làser continu: làser de semiconductor continu, làser de fibra contínua;
Làsers quasi continus: sèrie làser QCW.
Per a aquests làsers, es poden entendre d'aquesta manera: fent servir un martell per trencar la clavilla d'una en una, que és pulsada; pressionant la clavilla directament amb la mà, que és contínua; en perforar un forat, la broca perfora contínuament durant 10 segons, descansa durant un segon i després torna a perforar contínuament durant 10 segons, descansa un segon segon, que s'anomena quasi continu.
El làser polsat fa referència al làser l'amplada del pols làser del qual és inferior a 0,25 segons i només funciona una vegada cada interval de temps determinat, que té una gran potència de sortida i és adequat per al marcatge làser, tall, abast, etc. activat.
Làser polsat Crylas-1064nm
Els làsers polsats comuns inclouen làsers d'itri d'alumini granat (YAG), làsers de robí i làsers de vidre de neodimi entre els làsers d'estat sòlid, així com els làsers de molècules de nitrogen i els làsers excímers. Els làsers polsats es basen en el principi làser YAG, amb una alta energia d'un sol pols i un alt consum d'energia, que requereix la substitució regular de consumibles com les làmpades de xenó, que han d'estar equipades amb un refrigerador.
Làser polsat de 1550 nm
Aquest tipus de làser és un làser molt madur, el cost d'una sola màquina és relativament baix, també és actualment el més utilitzat en la soldadura de metalls d'un làser, ja que basant-se en el principi del làser YAG, la indústria general està limitada per la tècnica. Les condicions de les limitacions de la potència del làser no poden ser molt grans, el general convencional dins de 500 W, el més alt del país en l'1,000W, l'eficiència de conversió electro-òptica no és alta (al voltant del 13 per cent) . L'eficiència de conversió electro-òptica no és alta (al voltant del 13 per cent).
Làser polsat
El làser continu és un làser que produeix llum de manera contínua, és a dir, té un estat de treball estable, és a dir, un estat estacionari. El nombre de partícules en cada nivell d'energia i el camp de radiació a la cavitat d'un làser continu tenen una distribució estable.
El seu treball es caracteritza per l'excitació del material de treball i la sortida làser corresponent, que es pot dur a terme de manera contínua durant un llarg període de temps. Els làsers d'estat sòlid excitats per una font de llum contínua i els làsers de gas i els làsers semiconductors operats per excitació elèctrica contínua pertanyen a aquesta categoria.
Làsers continus
Com que el sobreescalfament del dispositiu és sovint inevitable durant el funcionament continu, la majoria d'ells requereixen mesures de refrigeració adequades.
Els làsers continus es basen en el principi làser de fibra YLP, perquè poden emetre llum contínuament a una potència constant (quan el làser emet llum prou ràpid i en nombre suficient, està connectat a una línia), l'energia làser de sortida és constant, el L'estabilitat del làser és molt bona, el patró de punt també és molt bo i l'eficiència de la conversió electro-òptica també és molt alta (al voltant del 30 per cent).
Làsers continus
Els làsers quasi continus (QCW), també anomenats làsers de pols llarg, produeixen polsos de l'ordre de ms amb un cicle de treball del 10 per cent. Això dóna a la llum polsada una potència màxima deu vegades superior a la de la llum contínua, la qual cosa és molt favorable per a aplicacions com ara la perforació. Depenent de l'amplada del pols, la freqüència de repetició es pot modular fins a 500 Hz. Els làsers QCW es poden operar tant en modes polsos de potència màxima contínua com alta.
Làsers quasi continus
A diferència dels làsers continus (CW) convencionals, on la potència màxima i mitjana són sempre les mateixes en els modes CW i CW/modulat, els làsers QCW ofereixen fins a 10 vegades més potència màxima que la potència mitjana en mode polsat.
Això permet, per tant, la generació de polsos de microsegons i mil·lisegons amb altes energies a freqüències de repetició des de desenes d'hertz fins a milers d'hertz, i es poden aconseguir potències mitjanes i màximes de diversos quilowatts.
Làser quasi continu
Equips de soldadura làser a la bateria d'emmagatzematge d'energia avantatges de soldadura:
- El procés de soldadura és una soldadura sense contacte, el procés de soldadura a la barra de soldadura es redueix al mínim;
- El procés de soldadura no produeix altres vessaments i altres substàncies alliberades, evitant la contaminació secundària;
- La soldadura d'alta resistència i hermeticitat a l'aire, pot satisfer les necessitats funcionals;
- La soldadura làser pot complir la soldadura entre diferents substàncies, també pot realitzar el material de la membrana, també pot realitzar la tecnologia de connexió entre substàncies heterogènies;
- La soldadura làser és convenient per a la integració de l'automatització, també es pot fer segons la capacitat necessària per sincronitzar el programa de procés de soldadura làser, alta eficiència, l'estrès intern de la soldadura és petit;
- La soldadura làser implica una estructura senzilla i còmoda, reduint el factor de dificultat de l'estructura del motlle;
- El procés de soldadura pot aconseguir un seguiment digital intel·ligent, per satisfer les necessitats de visualització de dades del procés de soldadura;
- El tipus de solucions de procés de soldadura es pot integrar eficaçment amb línies de producció automatitzades, per satisfer les necessitats del programa de producció en massa, per aconseguir una producció eficient, baix consum i altres característiques.
La tecnologia clau de la soldadura làser a la línia de producció de PACK de bateries de liti
Línia de producció d'automatització de mòduls de bateria de màquina de soldadura làser de bateria de liti, que inclou generalment la càrrega del nucli, l'escaneig, les proves, la neteja, la classificació, l'apilament de mòduls, la detecció d'apilament i la soldadura de mòduls, la detecció de soldadura, la descàrrega de mòduls i altres processos, el sistema de transferència de material, sistema adaptatiu, El sistema de posicionament de visió, la gestió de l'execució de la fabricació MES, etc., és la tecnologia clau en tota la línia de producció, però també una forma de producció important per adaptar-se al suport tècnic de lots petits i multiespècies.
Sistema de transferència de material
Des de la càrrega del nucli fins a la descàrrega final del mòdul, tota la transferència de material es completa mitjançant el sistema de transferència de material. El sistema de transferència de material també pot ampliar de manera flexible les estacions de treball segons les necessitats d'ajust del procés, i la transferència entre diferents estacions de treball no requereix operació humana. La placa de posicionament del mòdul inclou un mecanisme d'ajust de la mida del producte, que es pot adaptar a la subjecció de mòduls de diferents mides, i és molt adequat per a les necessitats de producció de lots petits i multiespècies.
Sistema adaptatiu
En el procés de producció de mòduls de bateries, els tipus de cèl·lules més habituals són paquets suaus, quadrades i cilíndriques. Després d'apilar diferents mides de cèl·lules en diferents mides de mòduls, cada procés s'ha d'adaptar amb un sistema adaptatiu per garantir l'enllaç de tota la línia, especialment en el procés de soldadura, que només es pot adaptar a diferents mides de mòduls per completar el procés de mòdul PACK.
El sistema adaptatiu adopta un enllaç de combinació de diversos eixos per implementar el posicionament posicional a l'àrea de processament del producte i completa el treball de soldadura i es transmet al següent procés sense cap limitació dels materials entrants.
Sistema de posicionament visual
La neteja de la superfície de soldadura de la cèl·lula de la bateria, el marcatge del mòdul, la soldadura de peces convergents sol completar-se mitjançant processament làser, muntatge de mòduls de bateria, sovint amb grans toleràncies dimensionals, és difícil complir els requisits del processament làser a la mida de la posició de la bretxa, donant lloc a un disminució ràpida de la qualitat del processament.
La introducció del sistema de posicionament de visió pot satisfer la demanda de posicionament precís, la precisió pot arribar a ± 0.05 mm, a través de la visió de l'adquisició de dades fotogràfiques i retroalimentar la desviació del material entrant al sistema de control, de manera que per realitzar la posició de processament del posicionament d'alta precisió.
Sistema de gestió de l'execució de la fabricació MES
MES Manufacturing Execution Management System té una plataforma de desenvolupament oberta, que pot completar la implementació i el desenvolupament del projecte MES d'acord amb les necessitats de l'usuari d'una manera ràpida i àgil basada en la plataforma subjacent del sistema, i la mà d'obra només necessita guiar el treballar d'acord amb les instruccions dels paràmetres del MES i millorar la informació de configuració de producció existent després d'estadístiques i anàlisis exhaustives en forma de gràfics i gràfics.
Des de la càrrega del nucli fins a la descàrrega del mòdul final, els paràmetres, dades i altra informació entrant de cada procés es poden consultar ràpidament i analitzar oportunament mitjançant el sistema MES, cosa que fa que el procés sigui controlable i eficient.
El paquet de dades del procés en el procés de soldadura làser s'integra directament al sistema MES per facilitar als usuaris trucar i canviar, tot el conjunt del sistema MES pot convertir directament la línia de producció en un taller de producció quasi no tripulat, i els treballadors manuals només necessiten ompliu els materials a la perifèria, la qual cosa millora la seguretat.
Amb la interfície de comunicació industrial reservada, els usuaris no només poden realitzar un seguiment i una gestió remots, sinó que també poden connectar-se amb eficàcia a l'ERP empresarial, aconseguint realment una fàbrica intel·ligent i informativa.
