在电动汽车、储能系统和便携式电子设备的推动下,电池技术的快速发展对制造精度提出了很高的要求。传统的超声波焊接曾经是一种可靠的电池组装方法,但现在它面临着满足严格的质量标准的挑战。焊接几何形状不一致、敏感材料的热应力以及大规模生产的限制等问题促使制造商寻求更先进的替代品。其中,激光焊接作为一种高精度、高效率、适用范围广的解决方案脱颖而出。至关重要的是,如果执行了战略规划,这种转换可以以最小的干扰(零停机时间)实现。
超声波焊接在现代电池生产中的局限性
超声波焊接依靠高频振动通过摩擦产生热量,并在压力下粘合材料。虽然它在简单的电池焊接应用中是有效的,但它在高精度电池制造中出现了局限性。例如,机械振动通常会导致焊缝宽度偏差超过0.3 mm,从而导致接头完整性不一致。这一过程还会产生较大的热影响区(HAZ),这将增加薄电极箔或电池壳微裂纹的风险。这削弱了对电池关键部件的电池成品的质量控制。
激光焊接:电池应用的精密工程
相比之下,激光焊接对焊缝几何形状和能量输入的控制能力相对稳定。通过调整光束直径(0.1- 2mm)和脉冲持续时间(微秒精度),制造商可以实现低至0.05 mm的焊缝宽度公差。这种精度可以确保批量生产中焊接尺寸的一致性,这对于需要密封或复杂的标签连接的电池模块来说是一个关键优势。
焊接设备实时监控系统进一步提高了激光焊接技术的可靠性。先进的激光设备集成了热成像或熔池跟踪技术,可以动态调节功率输出,防止气孔或咬边等缺陷。例如,德国一家汽车电池供应商报告称,激光焊接后,热影响区(HAZ)减少了40%,电池的循环寿命延长了15%,这凸显了激光焊接对产品寿命的重大影响。
实现零停机时间过渡
零停机时间过渡是通过分阶段实现的。首先,审查现有生产线的兼容性,评估工具和控制系统。其次,通过数字孪生仿真预览结果。第三,与超声波工作站一起部署模块化激光单元,以实现逐步集成。自动PLC系统可实现毫秒模式切换,双电源冗余和紧急回流可确保不间断运行。将技术人员的实践培训与远程诊断服务相结合,确保操作顺利。这种方法可以最大限度地减少生产力的损失,保证生产线的零停机过渡。
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