Обновление технологии лазерной сварки аккумуляторной батареи: расширение возможностей новой энергетической отрасли, эффективное и интеллектуальное производство, новая эра

С взрывным ростом мировой индустрии новых энергетических транспортных средств и накопителей энергии рыночный спрос на аккумуляторные батареи и аккумуляторные батареи продолжает расти. Согласно последней статистике Китайской ассоциации автопроизводителей, объем продаж новых энергетических транспортных средств в Китае превысил 3 миллиона в первой половине 2024 года, увеличившись на 35,2% в годовом исчислении; установленная мощность аккумуляторных батарей достигла 28,3 ГВтч, увеличившись на 62,7% в годовом исчислении. В процессе производства аккумуляторной батареи сварочное звено является основным процессом соединения аккумуляторных элементов, полярных ушей и шин. Его точность и эффективность напрямую влияют на безопасность, стабильность и срок службы аккумуляторной батареи. Традиционной технологии сварки было трудно удовлетворить текущий спрос на аккумуляторные изделия с высокой плотностью энергии и длительным сроком службы, в то время как лазерная сварочная машина с аккумуляторным блоком постепенно стала основным решением в отрасли благодаря своим преимуществам высокой точности и низкого теплового воздействия.

В течение длительного времени резистивная сварка, ультразвуковая сварка и другие технологии, обычно используемые при производстве аккумуляторных батарей, имеют очевидные ограничения. Сопротивляющая сварка выделяет тепло для расплавления заготовки током, но легко вызвать непостоянную прочность сварки из-за неравномерного распределения тока, а зона термического воздействия велика, что может повредить окружающие элементы батареи. Ультразвуковая сварка зависит от высокочастотной вибрации для достижения соединения, но она имеет строгие требования к толщине материала и чистоте поверхности и подвержена таким проблемам, как виртуальная сварка и демонтаж, особенно при сварке крупногабаритных аккумуляторных модулей. Эти болевые точки не только влияют на производительность аккумуляторного блока, но и увеличивают стоимость обслуживания на более позднем этапе, ограничивая высококачественное развитие новой энергетической отрасли.

Появление лазерного сварочного аппарата аккумуляторной батареи эффективно решило вышеуказанные проблемы. В качестве источника тепла в оборудовании используется лазерный луч высокой плотности энергии, который может обеспечить точный локальный нагрев. Точность сварки может достигать ±0,05 мм, а зона термического воздействия составляет менее 0,1 мм, что намного превосходит традиционный метод сварки. Кроме того, процесс лазерной сварки не имеет контакта и внешней силы, что позволяет избежать механического повреждения аккумуляторных элементов; в то же время лазерный луч можно передавать через оптическое волокно, что легко интегрировать с автоматизированной производственной линией для обеспечения непрерывного и эффективного массового производства. Например, после того, как компания по производству аккумуляторных батарей представила лазерный аппарат, выход сварочного блока батарей увеличился с 92% до 99,5%, а эффективность производства увеличилась на 40%.

В последние годы технология лазерного сварочного аппарата с аккумуляторным блоком постоянно обновлялась. Во-первых, использование волоконного лазерного источника, стабильная выходная мощность, отличное качество луча, подходящее для сварки различных материалов (таких как алюминий, медь, никель); во-вторых, интегрированная система визуального позиционирования с помощью камеры высокой четкости в режиме реального времени, автоматическое коррекционное отклонение для обеспечения точности сварки; в-третьих, добавить модуль мониторинга качества в режиме реального времени с использованием спектрального анализа, измерения температуры и других технологий, онлайн-обнаружение дефектов сварки (таких как поры, трещины), своевременная регулировка параметров процесса обратной связи. Новое поколение лазерного сварочного аппарата с аккумуляторным блоком, выпущенное производителем лазерного оборудования, также имеет функцию адаптивной сварки, которая может автоматически оптимизировать мощность и скорость сварки в соответствии с толщиной ячейки и характеристиками материала и еще больше улучшить качество сварки.

В дополнение к области аккумуляторных батарей лазерные сварочные аппараты с аккумуляторными батареями также широко используются в таких сценариях, как аккумуляторные батареи и батареи бытовой электроники. При сварке аккумуляторных батарей из-за большего размера модуля и большего количества ячеек требуются более высокие требования к согласованности сварки. Высокоточные характеристики лазерного сварочного аппарата могут эффективно гарантировать стабильность системы накопления энергии. В области бытовой электроники, такой как аккумуляторные батареи для смартфонов и ноутбуков, лазерные сварочные аппараты могут реализовать миниатюрную сварку для удовлетворения потребностей в легких продуктах. По данным научно-исследовательских институтов, размер мирового рынка лазерных сварочных аппаратов с аккумуляторными батареями будет расти с совокупным темпом роста на 22,3% с 2024 по 2029 год, при этом новый источник энергии и накопитель энергии будут способствовать наибольшему увеличению.

Поддержка национальной политики также способствовала развитию индустрии лазерных сварочных аппаратов с аккумуляторными батареями. В "Плане развития индустрии новых энергетических транспортных средств (2021-2035 гг.)" четко говорится, что необходимо повысить уровень производственного процесса аккумуляторных батарей и продвигать передовые технологии сварки; в Плане развития отрасли хранения энергии "14-я пятилетка" также подчеркивается необходимость укрепления исследований, разработок и применения оборудования для производства аккумуляторных батарей. Эта политика обеспечивает хорошую среду для развития технологических инноваций лазерных сварочных аппаратов. В то же время с постоянным расширением новой энергетической отрасли спрос на лазерное сварочное оборудование со стороны аккумуляторных предприятий будет еще больше расти, стимулируя технологическую итерацию отрасли и расширение масштабов рынка.

В будущем лазерные сварочные аппараты с аккумуляторными батареями будут развиваться в направлении более высокой точности, большей интеллектуальности и более экологичной защиты окружающей среды. С одной стороны, с появлением новых аккумуляторных технологий, таких как твердотельные батареи, лазерные сварочные аппараты должны адаптироваться к сварочным потребностям новых материалов и конструкций; с другой стороны, интеллектуальная интеграция станет тенденцией. В сочетании с промышленным Интернетом и технологиями искусственного интеллекта будет реализован весь процесс цифрового управления процессом сварки и будут построены интеллектуальные заводы. Предполагается, что лазерные сварочные аппараты с аккумуляторными батареями будут продолжать играть ключевую роль в новой энергетической отрасли, помогая отрасли добиться эффективного интеллектуального производства и высококачественного развития.