ალუმინის ჭურვის ბატარეების ლაზერული შედუღების ტექნოლოგიის დეტალური ახსნა

კვადრატული ალუმინის გარსის ლითიუმის ბატარეებს აქვთ მრავალი უპირატესობა, როგორიცაა მარტივი სტრუქტურა, კარგი ზემოქმედების წინააღმდეგობა, მაღალი ენერგიის სიმკვრივე და უჯრედის დიდი ტევადობა. ისინი ყოველთვის იყვნენ შიდა ლითიუმის ბატარეების წარმოებისა და განვითარების მთავარი მიმართულება, რაც ბაზრის 40%-ზე მეტს შეადგენს.

კვადრატული ალუმინის გარსის ლითიუმის ბატარეის სტრუქტურა, როგორც ნაჩვენებია სურათზე, რომელიც შედგება ბატარეის ბირთვისგან (დადებითი და უარყოფითი ელექტროდის ფურცლები, გამყოფი), ელექტროლიტი, გარსი, ზედა საფარი და სხვა კომპონენტები.

კვადრატული ალუმინის გარსის ლითიუმის ბატარეის სტრუქტურა

კვადრატული ალუმინის გარსის ლითიუმის ბატარეების დამზადებისა და აწყობის პროცესში, დიდი რაოდენობითლაზერული შედუღებასაჭიროა ისეთი პროცესები, როგორიცაა: ბატარეის უჯრედებისა და საფარის ფირფიტების რბილი შეერთების შედუღება, საფარის დალუქვის შედუღება, დალუქვის ფრჩხილის შედუღება და ა. მისი მაღალი ენერგიის სიმკვრივის, კარგი სიმძლავრის სტაბილურობის, შედუღების მაღალი სიზუსტის, მარტივი სისტემატური ინტეგრაციის და მრავალი სხვა უპირატესობის გამო,ლაზერული შედუღებაშეუცვლელია პრიზმული ალუმინის გარსის ლითიუმის ბატარეების წარმოების პროცესში. როლი.

Maven 4-ღერძიანი ავტომატური გალვანომეტრის პლატფორმაბოჭკოვანი ლაზერული შედუღების მანქანა

ზედა საფარის ლუქის შედუღების ნაკერი არის ყველაზე გრძელი შედუღების ნაკერი კვადრატული ალუმინის გარსის ბატარეაში, ასევე შედუღების ნაკერია, რომელსაც ყველაზე დიდი დრო სჭირდება შედუღებას. ბოლო წლების განმავლობაში, ლითიუმის ბატარეების წარმოების ინდუსტრია სწრაფად განვითარდა და ზედა საფარის დალუქვის ლაზერული შედუღების პროცესის ტექნოლოგია და მისი აღჭურვილობის ტექნოლოგია ასევე სწრაფად განვითარდა. შედუღების სხვადასხვა სიჩქარისა და აღჭურვილობის მუშაობის მიხედვით, ჩვენ უხეშად ვყოფთ ზედა საფარის ლაზერული შედუღების მოწყობილობას და პროცესებს სამ ეპოქაში. ეს არის 1.0 ეპოქა (2015-2017) შედუღების სიჩქარით <100 მმ/წმ, 2.0 ეპოქა (2017-2018) 100-200 მმ/წმ და 3.0 ეპოქა (2019-) 200-300 მმ/წმ. ქვემოთ მოცემულია ტექნოლოგიის განვითარება დროის გზაზე:

1. ზედა საფარის ლაზერული შედუღების ტექნოლოგიის 1.0 ერა

შედუღების სიჩქარე＜100 მმ/წმ

2015 წლიდან 2017 წლამდე, შიდა ახალი ენერგეტიკული მანქანების აფეთქება დაიწყო პოლიტიკით განპირობებული და ელექტრო ბატარეების ინდუსტრიამ დაიწყო გაფართოება. თუმცა, შიდა საწარმოების ტექნოლოგიების დაგროვება და ნიჭის რეზერვები ჯერ კიდევ შედარებით მცირეა. ბატარეების წარმოების დაკავშირებული პროცესები და აღჭურვილობის ტექნოლოგიები ასევე ადრეულ ეტაპზეა და აღჭურვილობის ავტომატიზაციის ხარისხი შედარებით დაბალია, აღჭურვილობის მწარმოებლებმა ახლახან დაიწყეს ყურადღების მიქცევა ელექტრო ბატარეების წარმოებაზე და გაზარდეს ინვესტიციები კვლევასა და განვითარებაში. ამ ეტაპზე, ინდუსტრიის წარმოების ეფექტურობის მოთხოვნები კვადრატული ბატარეის ლაზერული დალუქვის აღჭურვილობისთვის, როგორც წესი, არის 6-10PPM. აღჭურვილობის გადაწყვეტა ჩვეულებრივ იყენებს 1 კვტ ბოჭკოვან ლაზერს, რათა გამოსცეს ჩვეულებრივილაზერული შედუღების თავი(როგორც სურათზეა ნაჩვენები), და შედუღების თავი ამოძრავებს სერვო პლატფორმის ძრავით ან ხაზოვანი ძრავით. მოძრაობა და შედუღება, შედუღების სიჩქარე 50-100მმ/წმ.

ბატარეის ბირთვის ზედა საფარის შესადუღებლად 1 კვტ ლაზერის გამოყენებით

შილაზერული შედუღებაპროცესი, შედუღების შედარებით დაბალი სიჩქარისა და შედუღების შედარებით გრძელი თერმული ციკლის გამო, გამდნარ აუზს აქვს საკმარისი დრო, რომ მიედინება და გამაგრდეს, ხოლო დამცავი გაზს შეუძლია უკეთ დაფაროს გამდნარი აუზი, რაც აადვილებს გლუვი და გლუვის მიღებას. სრული ზედაპირი, შედუღება კარგი კონსისტენციით, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ.

შედუღების ნაკერის ფორმირება ზედა საფარის დაბალი სიჩქარით შედუღებისთვის

აღჭურვილობის თვალსაზრისით, მიუხედავად იმისა, რომ წარმოების ეფექტურობა არ არის მაღალი, აღჭურვილობის სტრუქტურა შედარებით მარტივია, სტაბილურობა კარგია და აღჭურვილობის ღირებულება დაბალია, რაც კარგად აკმაყოფილებს ამ ეტაპზე ინდუსტრიის განვითარების საჭიროებებს და საფუძველს უქმნის შემდგომ ტექნოლოგიურ განვითარებას. განვითარება. ,

მიუხედავად იმისა, რომ ზედა საფარის დალუქვის შედუღების 1.0 ეპოქას აქვს მარტივი აღჭურვილობის გადაწყვეტის უპირატესობა, დაბალი ღირებულება და კარგი სტაბილურობა. მაგრამ მისი თანდაყოლილი შეზღუდვები ასევე ძალიან აშკარაა. აღჭურვილობის თვალსაზრისით, ძრავის მამოძრავებელი სიმძლავრე ვერ აკმაყოფილებს სიჩქარის შემდგომი გაზრდის მოთხოვნას; ტექნოლოგიის თვალსაზრისით, უბრალოდ შედუღების სიჩქარის და ლაზერული ენერგიის გამომუშავების შემდგომი სიჩქარის გაზრდა გამოიწვევს შედუღების პროცესის არასტაბილურობას და მოსავლიანობის შემცირებას: სიჩქარის მატება ამცირებს შედუღების თერმული ციკლის დროს, ხოლო ლითონი დნობის პროცესი უფრო ინტენსიურია, გაფცქვნა იზრდება, მინარევებისადმი ადაპტაცია გაუარესდება და უფრო სავარაუდოა, რომ წარმოიქმნება დაფხვნილი ხვრელები. ამავდროულად მცირდება გამდნარი აუზის გამაგრების დრო, რაც გამოიწვევს შედუღების ზედაპირის უხეშობას და კონსისტენციის შემცირებას. როდესაც ლაზერული ლაქა მცირეა, სითბოს შეყვანა არ არის დიდი და შეიძლება შემცირდეს შპრიცი, მაგრამ შედუღების სიღრმე-სიგანის თანაფარდობა დიდია და შედუღების სიგანე არ არის საკმარისი; როდესაც ლაზერული ლაქა დიდია, საჭიროა უფრო დიდი ლაზერული სიმძლავრის შეყვანა შედუღების სიგანის გასაზრდელად. დიდი, მაგრამ ამავდროულად ეს გამოიწვევს შედუღების გაწურვას და შედუღების ზედაპირის ფორმირების ცუდ ხარისხს. ამ ეტაპზე ტექნიკური დონის პირობებში, შემდგომი დაჩქარება ნიშნავს, რომ მოსავლიანობა უნდა შეიცვალოს ეფექტურობაზე, ხოლო აღჭურვილობისა და პროცესის ტექნოლოგიების განახლების მოთხოვნები ინდუსტრიის მოთხოვნად იქცა.

2. ზედა საფარის 2.0 ერალაზერული შედუღებატექნოლოგია

შედუღების სიჩქარე 200 მმ/წმ

2016 წელს, ჩინეთის საავტომობილო ელექტროენერგიის ბატარეების დადგმული სიმძლავრე იყო დაახლოებით 30.8 გვტ.სთ, 2017 წელს ეს იყო დაახლოებით 36 გიგავატ.სთ, ხოლო 2018 წელს, შემდგომი აფეთქების შედეგად, დადგმულმა სიმძლავრემ მიაღწია 57 გიგავატ/სთ-ს, წლიური ზრდა 57%-ით. ახალი ენერგეტიკული სამგზავრო მანქანებმა ასევე აწარმოეს თითქმის ერთი მილიონი, რაც წლიური მატებაა 80.7%. დადგმული სიმძლავრის აფეთქების უკან დგას ლითიუმის ბატარეის წარმოების სიმძლავრის გათავისუფლება. ახალი ენერგეტიკული სამგზავრო მანქანების ბატარეები შეადგენს დადგმული სიმძლავრის 50%-ზე მეტს, რაც ასევე ნიშნავს, რომ ინდუსტრიის მოთხოვნები ბატარეის მუშაობისა და ხარისხის მიმართ სულ უფრო მკაცრი გახდება, ხოლო წარმოების აღჭურვილობის ტექნოლოგიასა და პროცესის ტექნოლოგიაში თანმხლები გაუმჯობესება ასევე შევიდა ახალ ეპოქაში. : ერთი ხაზის წარმოების სიმძლავრის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, ზედა საფარის ლაზერული შედუღების მოწყობილობის წარმოების სიმძლავრე უნდა გაიზარდოს 15-20 PPM-მდე და მისილაზერული შედუღებასიჩქარე უნდა მიაღწიოს 150-200 მმ/წმ. მაშასადამე, წამყვანი ძრავების თვალსაზრისით, აღჭურვილობის სხვადასხვა მწარმოებლებს აქვთ ხაზოვანი საავტომობილო პლატფორმა განახლებულია ისე, რომ მისი მოძრაობის მექანიზმი აკმაყოფილებს მოძრაობის შესრულების მოთხოვნებს მართკუთხა ტრაექტორიით 200 მმ/წმ ერთიანი სიჩქარით შედუღებისთვის; თუმცა, როგორ უზრუნველვყოთ შედუღების ხარისხი მაღალსიჩქარიანი შედუღების დროს, მოითხოვს შემდგომი პროცესის გარღვევას და ინდუსტრიის კომპანიებმა ჩაატარეს მრავალი გამოკვლევა და კვლევა: 1.0 ეპოქასთან შედარებით, 2.0 ეპოქაში მაღალსიჩქარიანი შედუღების პრობლემაა: გამოყენება. ჩვეულებრივი ბოჭკოვანი ლაზერები ერთი წერტილიანი სინათლის წყაროს გამოსაყვანად ჩვეულებრივი შედუღების თავების მეშვეობით, არჩევანი ძნელია დააკმაყოფილოს 200 მმ/წმ. მოთხოვნა.

თავდაპირველ ტექნიკურ გადაწყვეტაში შედუღების ფორმირების ეფექტის კონტროლი შესაძლებელია მხოლოდ პარამეტრების კონფიგურაციით, ლაქის ზომის რეგულირებით და ძირითადი პარამეტრების რეგულირებით, როგორიცაა ლაზერული სიმძლავრე: კონფიგურაციის გამოყენებისას უფრო მცირე ლაქით, შედუღების აუზის გასაღების ხვრელი მცირე იქნება. , აუზის ფორმა არასტაბილური იქნება, შედუღება კი არასტაბილური. ნაკერის შერწყმის სიგანე ასევე შედარებით მცირეა; კონფიგურაციის გამოყენებისას უფრო დიდი სინათლის ლაქით, გასაღების ხვრელი გაიზრდება, მაგრამ შედუღების სიმძლავრე მნიშვნელოვნად გაიზრდება და შესხურების და აფეთქების ხვრელის სიხშირე მნიშვნელოვნად გაიზრდება.

თეორიულად, თუ გსურთ უზრუნველყოთ შედუღების ფორმირების ეფექტი მაღალი სიჩქარითლაზერული შედუღებაზედა საფარიდან, თქვენ უნდა აკმაყოფილებდეთ შემდეგ მოთხოვნებს:

① შედუღების ნაკერს აქვს საკმარისი სიგანე და შედუღების ნაკერის სიღრმე-სიგანის თანაფარდობა შესაბამისია, რაც მოითხოვს, რომ სინათლის წყაროს სითბოს მოქმედების დიაპაზონი იყოს საკმარისად დიდი და შედუღების ხაზის ენერგია გონივრულ დიაპაზონში იყოს;

② შედუღება გლუვია, რისთვისაც საჭიროა შედუღების თერმული ციკლის დრო საკმარისად გრძელი იყოს შედუღების პროცესში, რათა გამდნარ აუზს ჰქონდეს საკმარისი სითხე და შედუღება მყარდება გლუვ ლითონის შედუღებად დამცავი აირის დაცვით;

③ შედუღების ნაკერს აქვს კარგი კონსისტენცია და რამდენიმე ფორები და ხვრელები. ეს მოითხოვს, რომ შედუღების პროცესის დროს ლაზერი სტაბილურად იმოქმედოს სამუშაო ნაწილზე, ხოლო მაღალი ენერგიის სხივი პლაზმა მუდმივად წარმოიქმნება და მოქმედებს გამდნარი აუზის შიგნით. გამდნარი აუზი წარმოქმნის "გასაღებს" პლაზმური რეაქციის ძალის ქვეშ. "ხვრელი", გასაღების ხვრელი არის საკმარისად დიდი და საკმარისად სტაბილური, ისე, რომ წარმოქმნილი ლითონის ორთქლი და პლაზმა არ არის ადვილი ამოღება და ლითონის წვეთების ამოღება, წარმოქმნის შპრიცებს, ხოლო გასაღების ხვრელის ირგვლივ გამდნარი აუზი ადვილად არ იშლება და აირს მოიცავს. . მაშინაც კი, თუ შედუღების პროცესში უცხო საგნები დაიწვა და აირები გამოიყოფა ფეთქებად, უფრო დიდი გასაღების ხვრელი უფრო ხელს უწყობს ფეთქებადი გაზების გამოყოფას და ამცირებს ლითონის ნაპერწკალს და ხვრელების წარმოქმნას.

ზემოაღნიშნული პუნქტების საპასუხოდ, ბატარეის მწარმოებელმა კომპანიებმა და აღჭურვილობის მწარმოებელმა კომპანიებმა ინდუსტრიაში გააკეთეს სხვადასხვა მცდელობა და პრაქტიკა: ლითიუმის ბატარეების წარმოება ათწლეულების განმავლობაში განვითარდა იაპონიაში და მასთან დაკავშირებული წარმოების ტექნოლოგიები ლიდერობენ.

2004 წელს, როდესაც ბოჭკოვანი ლაზერის ტექნოლოგია ჯერ კიდევ არ იყო ფართოდ გამოყენებული კომერციულად, Panasonic-მა გამოიყენა LD ნახევარგამტარული ლაზერები და პულსური ნათურებით ამოტუმბული YAG ლაზერები შერეული გამოსავლისთვის (სქემა ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში).

მრავალლაზერული ჰიბრიდული შედუღების ტექნოლოგიისა და შედუღების თავის სტრუქტურის სქემატური დიაგრამა

მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივის სინათლის ლაქა წარმოქმნილი პულსირებულიYAG ლაზერიმცირე ლაქით გამოიყენება სამუშაო ნაწილზე მოქმედებისთვის შედუღების ხვრელების წარმოქმნის მიზნით შედუღების საკმარისი შეღწევადობის მისაღებად. ამავდროულად, LD ნახევარგამტარული ლაზერი გამოიყენება CW უწყვეტი ლაზერის უზრუნველსაყოფად სამუშაო ნაწილის წინასწარ გახურებისა და შესადუღებლად. შედუღების პროცესის დროს გამდნარი აუზი უზრუნველყოფს მეტ ენერგიას უფრო დიდი შედუღების ხვრელების მისაღებად, შედუღების ნაკერის სიგანის გაზრდის და შედუღების ხვრელების დახურვის დროის გახანგრძლივებას, რაც ეხმარება გამდნარ აუზში გაზის გაქცევას და ამცირებს შედუღების ფორიანობას. seam, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ

ჰიბრიდის სქემატური დიაგრამალაზერული შედუღება

ამ ტექნოლოგიის გამოყენებით,YAG ლაზერებიდა LD ლაზერები, რომელთა სიმძლავრე მხოლოდ რამდენიმე ასეული ვატია, შეიძლება გამოყენებულ იქნას თხელი ლითიუმის ბატარეების შესადუღებლად მაღალი სიჩქარით 80 მმ/წმ. შედუღების ეფექტი არის როგორც ნაჩვენებია ფიგურაში.

შედუღების მორფოლოგია სხვადასხვა პროცესის პარამეტრებში

ბოჭკოვანი ლაზერების განვითარებასთან და ზრდასთან ერთად, ბოჭკოვანი ლაზერები თანდათან შეცვალეს იმპულსური YAG ლაზერები ლაზერული ლითონის დამუშავებაში მათი მრავალი უპირატესობის გამო, როგორიცაა კარგი სხივის ხარისხი, მაღალი ფოტოელექტრული კონვერტაციის ეფექტურობა, ხანგრძლივი სიცოცხლე, მარტივი შენარჩუნება და მაღალი სიმძლავრე.

მაშასადამე, ლაზერის კომბინაცია ზემოაღნიშნულ ლაზერულ ჰიბრიდულ შედუღების ხსნარში გადაიქცა ბოჭკოვან ლაზერად + LD ნახევარგამტარულ ლაზერად და ლაზერი ასევე კოაქსიალურად გამოდის სპეციალური დამუშავების თავის მეშვეობით (შედუღების თავი ნაჩვენებია სურათზე 7). შედუღების პროცესში ლაზერული მოქმედების მექანიზმი იგივეა.

კომპოზიტური ლაზერული შედუღების სახსარი

ამ გეგმაში პულსირებულიYAG ლაზერიჩანაცვლებულია ბოჭკოვანი ლაზერით უკეთესი სხივის ხარისხით, უფრო დიდი სიმძლავრით და უწყვეტი გამომუშავებით, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის შედუღების სიჩქარეს და იღებს შედუღების უკეთეს ხარისხს (შედუღების ეფექტი ნაჩვენებია სურათზე 8). ეს გეგმა ასევე ამიტომ, მას ემხრობა ზოგიერთი მომხმარებელი. ამჟამად, ეს გამოსავალი გამოიყენება ელექტრო ბატარეის ზედა საფარის დალუქვის შედუღების წარმოებაში და შეუძლია მიაღწიოს შედუღების სიჩქარეს 200 მმ/წმ.

ზედა საფარის შედუღების გამოჩენა ჰიბრიდული ლაზერული შედუღებით

მიუხედავად იმისა, რომ ორმაგი ტალღის სიგრძის ლაზერული შედუღების ხსნარი წყვეტს შედუღების სტაბილურობას მაღალსიჩქარიანი შედუღების დროს და აკმაყოფილებს ბატარეის უჯრედის ზედა საფარების მაღალსიჩქარიანი შედუღების შედუღების ხარისხის მოთხოვნებს, ამ გადაწყვეტაში ჯერ კიდევ არსებობს გარკვეული პრობლემები აღჭურვილობისა და პროცესის თვალსაზრისით.

უპირველეს ყოვლისა, ამ გადაწყვეტის ტექნიკის კომპონენტები შედარებით რთულია, რაც მოითხოვს ორი სხვადასხვა ტიპის ლაზერის და სპეციალური ორტალღოვანი ლაზერული შედუღების სახსრების გამოყენებას, რაც ზრდის აღჭურვილობის საინვესტიციო ხარჯებს, ზრდის აღჭურვილობის შენარჩუნების სირთულეს და ზრდის აღჭურვილობის პოტენციურ უკმარისობას. ქულები;

მეორე, ორმაგი ტალღის სიგრძელაზერული შედუღებაგამოყენებული სახსარი შედგება ლინზების მრავალი ნაკრებისგან (იხ. სურათი 4). სიმძლავრის დანაკარგი უფრო დიდია, ვიდრე ჩვეულებრივი შედუღების სახსრებისა და ლინზის პოზიცია უნდა დარეგულირდეს შესაბამის პოზიციაზე, რათა უზრუნველყოს ორმაგი ტალღის სიგრძის ლაზერის კოაქსიალური გამომავალი. და ფიქსირებულ ფოკუსურ სიბრტყეზე ფოკუსირებით, გრძელვადიან მაღალსიჩქარიან მუშაობაზე, ლინზების პოზიცია შეიძლება მოიშალა, რამაც გამოიწვიოს ცვლილებები ოპტიკურ გზაზე და გავლენა მოახდინოს შედუღების ხარისხზე, რაც მოითხოვს ხელით ხელახლა რეგულირებას;

მესამე, შედუღების დროს, ლაზერული ასახვა მძიმეა და ადვილად შეუძლია დააზიანოს აღჭურვილობა და კომპონენტები. განსაკუთრებით დეფექტური პროდუქტების შეკეთებისას, შედუღების გლუვი ზედაპირი ირეკლავს დიდი რაოდენობით ლაზერულ შუქს, რამაც შეიძლება ადვილად გამოიწვიოს ლაზერული განგაში და დამუშავების პარამეტრების კორექტირება საჭიროა შეკეთებისთვის.

ზემოაღნიშნული პრობლემების გადასაჭრელად, ჩვენ უნდა ვიპოვოთ სხვა გზა გამოსაკვლევად. 2017-2018 წლებში შევისწავლეთ მაღალი სიხშირის რხევალაზერული შედუღებაბატარეის ზედა საფარის ტექნოლოგია და მისი დაწინაურება საწარმოო გამოყენებამდე. ლაზერული სხივის მაღალი სიხშირის რხევით შედუღება (შემდგომში მოხსენიებული, როგორც სვინგის შედუღება) არის კიდევ ერთი მიმდინარე მაღალსიჩქარიანი შედუღების პროცესი 200 მმ/წმ.

ჰიბრიდული ლაზერული შედუღების ხსნართან შედარებით, ამ ხსნარის აპარატურულ ნაწილს მხოლოდ ჩვეულებრივი ბოჭკოვანი ლაზერი სჭირდება, რომელიც დაკავშირებულია რხევადი ლაზერული შედუღების თავთან.

wobble wobble შედუღების თავი

შედუღების თავში არის ძრავის ამრეკლავი ლინზა, რომელიც შეიძლება დაპროგრამდეს, რომ აკონტროლოს ლაზერის რხევა შემუშავებული ტრაექტორიის ტიპის მიხედვით (ჩვეულებრივ, წრიული, S- ფორმის, 8- ფორმის და ა.შ.), რხევის ამპლიტუდისა და სიხშირის მიხედვით. სხვადასხვა სვინგის პარამეტრებს შეუძლიათ შედუღების ჯვარი მონაკვეთის შექმნა სხვადასხვა ფორმისა და ზომის.

შედუღებები მიღებული სხვადასხვა სვინგის ტრაექტორიების ქვეშ

მაღალი სიხშირის სვინგის შედუღების თავი ამოძრავებს ხაზოვანი ძრავით შედუღებას სამუშაო ნაწილებს შორის უფსკრულის გასწვრივ. უჯრედის გარსის კედლის სისქის მიხედვით შეირჩევა შესაბამისი სვინგის ტრაექტორიის ტიპი და ამპლიტუდა. შედუღების დროს, სტატიკური ლაზერის სხივი ქმნის მხოლოდ V- ფორმის შედუღების ჯვარს. თუმცა, რხევით შედუღების თავით, სხივის ლაქა მოძრაობს დიდი სიჩქარით ფოკუსურ სიბრტყეზე, ქმნის დინამიურ და მბრუნავ შედუღების ხვრელს, რომელსაც შეუძლია მიიღოს შედუღების სიღრმე-სიგანის შესაფერისი შეფარდება;

მბრუნავი შედუღების ხვრელით შედუღებას ურევს. ერთის მხრივ, ის ეხმარება გაზის გაქცევას და ამცირებს შედუღების ფორებს და გარკვეულ გავლენას ახდენს შედუღების აფეთქების წერტილში ხვრელების შეკეთებაზე (იხ. სურათი 12). მეორეს მხრივ, შედუღების ლითონი თბება და გაცივდება მოწესრიგებული წესით. ცირკულაცია აქცევს შედუღების ზედაპირს რეგულარულ და მოწესრიგებულ თევზის ქერცლს.

Swing შედუღების seam ფორმირება

შედუღების ადაპტაცია საღებავის დაბინძურებაზე სხვადასხვა რხევის პარამეტრების ქვეშ

ზემოაღნიშნული პუნქტები აკმაყოფილებს სამი ძირითადი ხარისხის მოთხოვნას ზედა საფარის მაღალსიჩქარიანი შედუღებისთვის. ამ გადაწყვეტას სხვა უპირატესობები აქვს:

① ვინაიდან ლაზერის სიმძლავრის უმეტესი ნაწილი შეჰყავთ დინამიურ საკვანძო ხვრელში, გარე გაფანტული ლაზერი მცირდება, ამიტომ საჭიროა მხოლოდ მცირე ლაზერული სიმძლავრე და შედუღების სითბოს შეყვანა შედარებით დაბალია (30%-ით ნაკლები ვიდრე კომპოზიციური შედუღება), რაც ამცირებს აღჭურვილობას. დანაკარგი და ენერგიის დაკარგვა;

② სვინგის შედუღების მეთოდს აქვს მაღალი ადაპტირება სამუშაო ნაწილების შეკრების ხარისხთან და ამცირებს დეფექტებს, როგორიცაა შეკრების საფეხურები;

③ სვინგის შედუღების მეთოდს აქვს ძლიერი სარემონტო ეფექტი შედუღების ხვრელებზე და ამ მეთოდის გამოყენების მაჩვენებელი ბატარეის ბირთვის შედუღების ხვრელების შესაკეთებლად ძალიან მაღალია;

④ სისტემა მარტივია, ხოლო აღჭურვილობის გამართვა და შენარჩუნება მარტივია.

3. ზედა საფარის ლაზერული შედუღების ტექნოლოგიის 3.0 ერა

შედუღების სიჩქარე 300 მმ/წმ

ახალი ენერგიის სუბსიდიების შემცირებასთან ერთად, ბატარეების წარმოების ინდუსტრიის თითქმის მთელი სამრეწველო ჯაჭვი წითელ ზღვაში ჩავარდა. ინდუსტრია ასევე შევიდა ცვლილებების პერიოდში და კიდევ უფრო გაიზარდა წამყვანი კომპანიების წილი მასშტაბური და ტექნოლოგიური უპირატესობებით. მაგრამ ამავე დროს, „ხარისხის გაუმჯობესება, ხარჯების შემცირება და ეფექტურობის გაზრდა“ გახდება მრავალი კომპანიის მთავარი თემა.

სუბსიდიების დაბალი ან უქონლობის პერიოდში, მხოლოდ ტექნოლოგიის განმეორებითი განახლების მიღწევით, წარმოების უფრო მაღალი ეფექტურობის მიღწევით, ერთი ბატარეის წარმოების ღირებულების შემცირებით და პროდუქტის ხარისხის გაუმჯობესებით, შეგვიძლია კონკურენციაში გამარჯვების დამატებითი შანსი გვქონდეს.

Han's Laser აგრძელებს ინვესტიციებს კვლევაში ბატარეის უჯრედების ზედა გადასაფარებლების მაღალსიჩქარიანი შედუღების ტექნოლოგიაზე. ზემოაღნიშნული რამდენიმე პროცესის მეთოდის გარდა, ის ასევე სწავლობს მოწინავე ტექნოლოგიებს, როგორიცაა რგოლისებური ლაზერული შედუღების ტექნოლოგია და გალვანომეტრის ლაზერული შედუღების ტექნოლოგია ბატარეის უჯრედის ზედა საფარისთვის.

წარმოების ეფექტურობის შემდგომი გაუმჯობესების მიზნით, შეისწავლეთ ზედა საფარის შედუღების ტექნოლოგია 300 მმ/წმ და უფრო მაღალი სიჩქარით. Han's Laser-მა შეისწავლა სკანირების გალვანომეტრის ლაზერული შედუღების დალუქვა 2017-2018 წლებში, გაარღვია სამუშაო ნაწილის რთული გაზის დაცვის ტექნიკური სირთულეები გალვანომეტრით შედუღების დროს და შედუღების ზედაპირის ცუდი ფორმირების ეფექტით და მიაღწია 400-500 მმ/წმ.ლაზერული შედუღებაუჯრედის ზედა საფარი. 26148 ბატარეისთვის შედუღებას მხოლოდ 1 წამი სჭირდება.

თუმცა, მაღალი ეფექტურობის გამო, უკიდურესად რთულია დამხმარე აღჭურვილობის შემუშავება, რომელიც შეესაბამება ეფექტურობას, ხოლო აღჭურვილობის ღირებულება მაღალია. ამიტომ, ამ გადაწყვეტისთვის კომერციული აპლიკაციის შემდგომი განვითარება არ განხორციელებულა.

შემდგომი განვითარებითბოჭკოვანი ლაზერიტექნოლოგია, ახალი მაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერები, რომლებსაც შეუძლიათ უშუალოდ რგოლის ფორმის სინათლის ლაქების გამოშვება დაიწყო. ამ ტიპის ლაზერს შეუძლია გამოიტანოს წერტილოვანი რგოლის ლაზერული ლაქები სპეციალური მრავალშრიანი ოპტიკური ბოჭკოების მეშვეობით, ხოლო ლაქების ფორმისა და ენერგიის განაწილების კორექტირება შესაძლებელია, როგორც ნაჩვენებია სურათზე.

შედუღებები მიღებული სხვადასხვა სვინგის ტრაექტორიების ქვეშ

რეგულირების საშუალებით, ლაზერული სიმძლავრის სიმკვრივის განაწილება შეიძლება მოხდეს ლაქა-დონატის-ტოფატის ფორმაში. ამ ტიპის ლაზერს ეწოდება კორონა, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე.

რეგულირებადი ლაზერის სხივი (შესაბამისად: ცენტრალური შუქი, ცენტრალური შუქი + რგოლის შუქი, რგოლის შუქი, ორი რგოლის შუქი)

2018 წელს გამოსცადეს ამ ტიპის მრავალი ლაზერის გამოყენება ალუმინის გარსის ბატარეის უჯრედის ზედა საფარის შედუღებაში და Corona ლაზერის საფუძველზე დაიწყო კვლევა ბატარეის უჯრედის ზედა საფარის ლაზერული შედუღების 3.0 პროცესის ტექნოლოგიის გადაწყვეტაზე. როდესაც Corona ლაზერი ასრულებს წერტილოვანი რგოლის რეჟიმში გამომავალს, მისი გამომავალი სხივის სიმძლავრის სიმკვრივის განაწილების მახასიათებლები მსგავსია ნახევარგამტარი + ბოჭკოვანი ლაზერის კომპოზიტური გამომავალი.

შედუღების პროცესის დროს ცენტრალური წერტილის შუქი მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივით ქმნის გასაღების ხვრელს ღრმა შეღწევადობის შესადუღებლად, რათა მიიღოთ საკმარისი შედუღების შეღწევა (მსგავსი ბოჭკოვანი ლაზერის გამომავალი ჰიბრიდული შედუღების ხსნარში), და რგოლის შუქი უზრუნველყოფს უფრო მეტ სითბოს შეყვანას. გაადიდეთ გასაღების ხვრელი, შეამცირეთ ლითონის ორთქლის და პლაზმის ზემოქმედება თხევად ლითონზე გასაღების ხვრელის კიდეზე, შეამცირეთ მიღებული ლითონი გაფრქვევა და გაზარდოს შედუღების თერმული ციკლის დრო, რაც ეხმარება დნობის აუზში გაზის გაქცევას უფრო დიდხანს, აუმჯობესებს მაღალსიჩქარიანი შედუღების პროცესების სტაბილურობას (ნახევარგამტარული ლაზერების გამომუშავების მსგავსია ჰიბრიდული შედუღების ხსნარებში).

ტესტში, ჩვენ შევდუღეთ თხელკედლიანი ჭურვის ბატარეები და აღმოვაჩინეთ, რომ შედუღების ზომის თანმიმდევრულობა კარგი იყო და CPK პროცესის უნარი კარგი იყო, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 18.

ბატარეის ზედა საფარის შედუღების გარეგნობა კედლის სისქით 0.8მმ (შედუღების სიჩქარე 300მმ/წმ)

ტექნიკის თვალსაზრისით, ჰიბრიდული შედუღების ხსნარისგან განსხვავებით, ეს გამოსავალი მარტივია და არ საჭიროებს ორ ლაზერს ან სპეციალურ ჰიბრიდულ შედუღების თავს. მას სჭირდება მხოლოდ ჩვეულებრივი, მაღალი სიმძლავრის ლაზერული შედუღების თავი (რადგან მხოლოდ ერთი ოპტიკური ბოჭკო გამოსცემს ერთი ტალღის სიგრძის ლაზერს, ლინზის სტრუქტურა მარტივია, არ არის საჭირო კორექტირება და ენერგიის დაკარგვა დაბალია), რაც აადვილებს გამართვას და შენარჩუნებას. და აღჭურვილობის სტაბილურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია.

გარდა ტექნიკის ხსნარის მარტივი სისტემისა და ბატარეის უჯრედის ზედა საფარის მაღალსიჩქარიანი შედუღების პროცესის მოთხოვნების დაკმაყოფილებისა, ამ ხსნარს აქვს სხვა უპირატესობები პროცესის პროგრამებში.

ტესტის დროს ჩვენ შევადუღეთ ბატარეის ზედა საფარი მაღალი სიჩქარით 300 მმ/წმ და მაინც მივაღწიეთ შედუღების ნაკერების ფორმირების კარგ ეფექტს. უფრო მეტიც, 0.4, 0.6 და 0.8 მმ კედლის სხვადასხვა სისქის მქონე ჭურვებისთვის, მხოლოდ ლაზერული გამომავალი რეჟიმის უბრალოდ რეგულირებით, კარგი შედუღება შეიძლება შესრულდეს. თუმცა, ორმაგი ტალღის სიგრძის ლაზერული ჰიბრიდული შედუღების გადაწყვეტილებებისთვის, აუცილებელია შედუღების თავის ან ლაზერის ოპტიკური კონფიგურაციის შეცვლა, რაც გამოიწვევს აღჭურვილობის უფრო დიდ ხარჯებს და გამართვის დროის ხარჯებს.

აქედან გამომდინარე, წერტილი-რგოლი ადგილზელაზერული შედუღებახსნარს შეუძლია მიაღწიოს არა მხოლოდ ულტრა მაღალსიჩქარიან ზედა საფარის შედუღებას 300 მმ/წმ-ზე და გააუმჯობესოს ელექტრო ბატარეების წარმოების ეფექტურობა. ბატარეის მწარმოებელი კომპანიებისთვის, რომლებსაც ესაჭიროებათ მოდელის ხშირი შეცვლა, ამ გადაწყვეტილებას ასევე შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს აღჭურვილობისა და პროდუქტების ხარისხი. თავსებადობა, მოდელის შეცვლისა და გამართვის დროის შემცირება.

ბატარეის ზედა საფარის შედუღების გარეგნობა კედლის სისქით 0.4მმ (შედუღების სიჩქარე 300მმ/წმ)

ბატარეის ზედა საფარის შედუღების გარეგნობა კედლის სისქით 0.6მმ (შედუღების სიჩქარე 300მმ/წმ)

Corona Laser Weld Penetration for Thin-Wall Cell Welding – პროცესის შესაძლებლობები

ზემოთ ნახსენები Corona ლაზერის გარდა, AMB ლაზერებსა და ARM ლაზერებს აქვთ მსგავსი ოპტიკური გამომავალი მახასიათებლები და შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ისეთი პრობლემების გადასაჭრელად, როგორიცაა ლაზერული შედუღების გაფანტვის გაუმჯობესება, შედუღების ზედაპირის ხარისხის გაუმჯობესება და მაღალსიჩქარიანი შედუღების სტაბილურობის გაუმჯობესება.

4. რეზიუმე

ზემოთ ნახსენები სხვადასხვა გადაწყვეტილებები გამოიყენება რეალურ წარმოებაში ადგილობრივი და უცხოური ლითიუმის ბატარეების მწარმოებელი კომპანიების მიერ. სხვადასხვა წარმოების დროისა და სხვადასხვა ტექნიკური ფონის გამო, სხვადასხვა პროცესის გადაწყვეტილებები ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში, მაგრამ კომპანიებს აქვთ უფრო მაღალი მოთხოვნები ეფექტურობისა და ხარისხის მიმართ. ის მუდმივად იხვეწება და მალე უფრო ახალ ტექნოლოგიებს გამოიყენებენ ტექნოლოგიების წინა პლანზე მყოფი კომპანიები.

ჩინეთის ახალი ენერგეტიკული ბატარეების ინდუსტრია შედარებით გვიან დაიწყო და სწრაფად განვითარდა ეროვნული პოლიტიკის საფუძველზე. დაკავშირებული ტექნოლოგიები განაგრძობდა წინსვლას მთელი ინდუსტრიის ჯაჭვის ერთობლივი ძალისხმევით და სრულყოფილად შეამცირა უფსკრული გამოჩენილ საერთაშორისო კომპანიებთან. როგორც ლითიუმის ბატარეის მოწყობილობების ადგილობრივი მწარმოებელი, Maven ასევე მუდმივად იკვლევს საკუთარ უპირატესობებს, ეხმარება ბატარეის პაკეტის აღჭურვილობის განმეორებით განახლებას და უზრუნველყოფს უკეთესი გადაწყვეტილებების ავტომატური წარმოებისთვის ენერგიის ახალი ენერგიის შესანახი ბატარეის მოდულის პაკეტების ავტომატიზირებულ წარმოებას.