電池用アルミニウムカバープレートのレーザー溶接技術の進化解析

電池用の正方形アルミニウムカバープレートは、そのコンパクトな構造、強い耐衝撃性、高エネルギー密度、および大きな単セル容量により、リチウム電池製造の主流の技術ルートとなっており、市場シェアは安定しています。レーザー溶接は、角形アルミニウムシェル電池の製造プロセスの中核プロセスの 1 つで、セルのソフト接続やカバープレートの溶接、リチウム電池のトップキャップのシーリング、シーリングネイルの溶接などの重要なリンクに広く使用されています。

レーザー溶接は、その高エネルギー密度、優れた出力安定性、高い溶接精度、および自動化の統合の容易さにより、バッテリーアルミニウム安全カバーセットのシールおよび溶接に推奨されるソリューションとなっています。これは、バッテリーの密閉性、構造強度、および動作の安全性を直接決定します。

リチウム バッテリーの生産能力の大規模な拡大に伴い、パワー バッテリーのカバー プレートのシーリング溶接は、最も長く最も時間がかかるキー溶接として、溶接効率と品質の点で業界の中心的な焦点となっています。-産業技術の発展は、銅およびアルミニウムのバイメタルバイポーラプレートの溶接速度の向上を中心に展開され、段階的に 3 つの時代に分けられます: 1.0 時代 (2015 ～ 2017 年、速度)<100mm/s), 2.0 era (2017-2018, speed 100-200mm/s), and 3.0 era (2019 present, speed 200-300mm/s). Technological iteration continues to promote the improvement of production efficiency and yield.

新エネルギー車政策によって産業発展の初期段階では、生産能力は急速に拡大しましたが、製造プロセスと装置はまだ初期段階にあり、自動化の度合いは比較的低かったです。

この段階で、電池用アルミニウムカバープレートの溶接速度は50-100mm/sの範囲にあり、これは約6〜10PPMの生産効率に相当します。この装置スキームでは、サーボ プラットフォームまたはリニア モーターで駆動される従来の溶接ヘッドと組み合わせた 1kW ファイバー レーザーがよく使用されます。パワー バッテリー カバー プレートの溶接速度は比較的遅く、熱サイクル タイムは長いため、溶融池が流れて凝固するのに十分な時間があり、保護ガスの適用範囲も十分であるため、滑らかで一貫した表面を備えた高品質の溶接を簡単に得ることができます。

この時代の装置の単純な構造、低コスト、優れた安定性は、将来の角形リチウム電池蓋溶接技術の発展の基礎を築きました。しかし、その制限も大きく、低速モードは将来の生産能力増加のニーズに適応するのが困難です。-単に出力と速度を上げて速度を上げると、熱サイクルが短縮され、溶融プールの激しい飛沫が発生し、気孔率と空隙が増加する可能性があります。

設備容量の爆発的な増加と単ライン生産能力の増加に対する需要に直面し、業界は角柱型リチウム電池のキャノピー溶接速度を 150-200mm/s まで高めることが急務であり、これは生産能力の 15～20PPM への増加に相当します。トップカバーの高速溶接要件を満たすために、駆動システムをリニアモータープラットフォームにアップグレードします。

高速溶接下での角形リチウム電池付属溶接部の品質を確保するために、業界は溶接部の形成、滑らかな表面、一貫性、低気孔率という 3 つの主要な要件を中心とした技術を模索しています。-初期には、異なる波長のレーザーの相乗効果により深い溶け込みと広い溶接を両立するマルチレーザー複合溶接の考え方が採用されました。ファイバーレーザー技術の成熟に伴い、複合方式はファイバーレーザー+LD半導体レーザーの同軸出力に進化し、200mm/sでの角形バッテリーセル溶接において安定した上蓋を実現できます。

同時に、高周波スイングレーザー溶接技術も登場しました。{0}このソリューションに必要なのは、単一のファイバー レーザーと、モーターによって駆動されてレンズを反射し、特定の軌道に沿ってレーザーを高周波でスイングさせ、動的なキーホールを形成するスイング溶接ヘッドだけです。スイング溶接は、溶融池を効果的に撹拌し、ガスの逃げを促進し、爆発点のピンホールを修復し、規則的な魚鱗パターンを得ることができます。 アルミニウム電池カバーの溶接。

業界再編期に入り、「品質の向上、コストの削減、効率の向上」が主要テーマとなり、300mm/s以上の速度でのアルミ電池ボックス蓋の溶接技術が研究開発の焦点となっている。現段階では、技術的な進歩は、効率的な安定性とシステムの簡素化という 2 つの主な方向を中心に展開されています。

全体として、3.0 時代のテクノロジー ソリューションは、超高速リチウムイオン電池カバー プレート溶接、高い安定性、設備の簡素化を組み合わせており、リチウム電池の製造効率の向上をさらに促進します。業界の大規模開発に技術サポートを提供し、トップ カバーの溶接が高速生産で優れた成形品質を維持できるようにします。-

レーザー溶接プロセス計画、機器の選択、および技術的なドッキングについて学ぶ必要がある場合は、電池用アルミカバープレート、いつでもお気軽にご相談・ご連絡ください。当社は、専門的な技術の蓄積に基づいて効率的な溶接ソリューションを提供し、リチウム電池製造技術の高度化を促進するために協力していきたいと考えています。