動力電池激光加工應用說明

隨著新能源汽車的快速發展,對動力電池的需求也在快速增長。 電芯的形狀分為圓柱形、軟包和方形電芯。 外殼材質主要有鋁材和不銹鋼材質,其中以矩形和鋁材為主。

動力電池雷射加工1
圖 1. 電池

工作原理及應用

1.極耳激光切割

電池材料有四種類型:

1) 鎳氫電池

2)燃料電池

3) 鉛酸電池

4) 鋰電子電池。

鋰電池的生產是一個“卷對卷”的過程,無論是磷酸鐵鋰、鈉離子,還是三元電池,都需要經過從薄膜到單體電池,再貼裝的過程進入電池系統。 鋰電池生產過程包括電極生產、電芯組裝和包裝。

鋰電池主要由正極、負極、隔膜、電解液、電池外殼等組成。 激光用於切割和形成正極和負極。

動力電池雷射加工2
圖 2. 極耳切割
動力電池雷射加工3
圖 3. 極耳切割成型
激光使用1064nm MOPA 250W
擴束鏡1.5 倍或 2 倍
掃描儀孔徑14mm
掃描鏡頭F120和F160
掃描區域50x50mm
表 1. 圖規格
零件號波長FL掃描區域光圈WD現貨尺寸
TSL-1064-70-163Q-D141064nm163mm70x70mm14mm224mm22.3-22.6um
TSL-1064-60-160Q-D141064nm163mm60x60mm14mm164mm22.6-23.4um
TSL-1064-52-120Q-D141064nm120mm52x52mm14mm166.8mm17.3-19.6um
TSL-1064-35-110Q-D141064nm110mm35x35mm14mm145mm15.3-16.0um
表2.動力電池激光切割極耳掃描鏡頭

2. 鋁箔激光清洗

鋰電池的正負極是用鋁箔和銅箔鍍膜製成的,鍍膜前需要清洗鋁箔,以獲得完全清潔無氧化的表面。

零件號波長Efl掃描場光圈WD現貨尺寸
TSL-1064-85-167Q-D201064nm167mm85×85mm20mm226.3mm16.0-36.0μm
SL-1064-215-340Q-D151064nm340mm215×215mm15mm204.8mm43.8-49.7μm
SL-1064-175-254Q-D101064nm254mm175×175mm10mm304.0mm51.6-55.3μm
SL-1064-170-255Q-D201064nm255mm170×170mm20mm319.4mm29.4-50.8μm
表3 動力電池激光清洗用掃描鏡

3、動力電池激光焊接

動力電池雷射加工4
圖 4. 掃描焊接系統

動力電池激光焊接工藝包括焊接、檢漏、短路檢測、打碼打標。 根據電池材料、厚度和形狀,將使用不同的脈衝激光器進行焊接。

掃描焊接系統由准直器、掃描儀、掃描透鏡、物鏡、CCD、分色鏡、連接板和氣刀等組成。

准直器 P/N波長EflNA
COL-1064-D30-F75Q-0.12-WC-V21064nm75mm0.12
COL-1064-D30-F100-0.1-WC-V21064nm100mm0.1
COL-1064-D30-F125-0.1-WC-V21064nm125mm0.1
COL-1064-D46-F150Q-0.1-WC-V21064nm150mm0.1
COL-1064-D40-F120-0.125-WC-HP31064nm120mm0.125
COL-1064-D40-F140-0.11-WC-HP31064nm140mm0.11
表 4. 用於掃描焊接系統的准直器
掃描鏡頭 P/NFL掃描區域光圈WD現貨尺寸
SL-1064-120-254Q-D30-WC254mm120X120mm30mm311.6mm16.6-59.4um
SL-1064-180-348Q-D30-WC348mm180X180mm30mm438.0mm25.4-64.4um
SL-1064-180-400Q-D30-WC400mm180X180mm30mm504.5mm25.9-27.4um
SL-1064-250-500Q-D30-WC500mm250X250mm30mm608.5mm33.4-54.6um
表 5. 掃描透鏡 2kw-6kw 掃描焊接系統
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