Шаршы алюминий қабықты литий батареяларының құрылымы қарапайым, соққыға төзімді, энергия тығыздығы жоғары және ұяшық сыйымдылығы үлкен сияқты көптеген артықшылықтары бар. Олар әрқашан отандық литий батареяларын өндіру мен дамытудың негізгі бағыты болып келді, нарықтың 40%-дан астамын құрайды.
Шаршы алюминий қабықты литий батареясының құрылымы суретте көрсетілгендей, ол батарея өзегінен (оң және теріс электрод парақтары, сепаратор), электролиттен, қабықтан, үстіңгі қақпақтан және басқа компоненттерден тұрады.
Шаршы алюминий қабықшалы литий батареясының құрылымы
Шаршы алюминий қабықты литий батареяларын өндіру және жинау процесінде көптегенлазерлік дәнекерлеусияқты процестер қажет, мысалы: батарея ұяшықтары мен қақпақ пластиналарының жұмсақ қосылыстарын дәнекерлеу, қақпақ пластинасын тығыздау дәнекерлеуі, тығыздау шегелерін дәнекерлеу және т.б. Лазерлік дәнекерлеу призмалық қуатты батареяларды дәнекерлеудің негізгі әдісі болып табылады. Жоғары энергия тығыздығы, жақсы қуат тұрақтылығы, жоғары дәнекерлеу дәлдігі, оңай жүйелі интеграциясы және басқа да көптеген артықшылықтарының арқасында,лазерлік дәнекерлеупризмалық алюминий қабықшалы литий батареяларын өндіру процесінде алмастырылмайтын рөл атқарады.
Maven 4 осьті автоматты гальванометр платформасыталшықты лазерлік дәнекерлеу машинасы
Жоғарғы қақпақ тығыздағышының дәнекерлеу тігісі шаршы алюминий қабықшалы батареядағы ең ұзын дәнекерлеу тігісі болып табылады, сонымен қатар дәнекерлеуге ең ұзақ уақыт кететін дәнекерлеу тігісі болып табылады. Соңғы жылдары литий батареяларын өндіру өнеркәсібі тез дамыды, ал жоғарғы қақпақ тығыздағышымен лазерлік дәнекерлеу процесінің технологиясы және оның жабдықтарының технологиясы да тез дамыды. Жабдықтың әртүрлі дәнекерлеу жылдамдығы мен өнімділігіне байланысты біз жоғарғы қақпақты лазерлік дәнекерлеу жабдықтары мен процестерін шамамен үш дәуірге бөлеміз. Олар дәнекерлеу жылдамдығы <100 мм/с болатын 1.0 дәуірі (2015-2017), 100-200 мм/с болатын 2.0 дәуірі (2017-2018) және 200-300 мм/с болатын 3.0 дәуірі (2019-). Заман жолымен технологияның дамуын келесідей таныстырады:
1. Жоғарғы қақпақты лазерлік дәнекерлеу технологиясының 1.0 дәуірі
Дәнекерлеу жылдамдығы<100 мм/с
2015 жылдан 2017 жылға дейін отандық жаңа энергия көліктері саясаттың әсерінен күрт өсе бастады, ал қуатты аккумулятор өнеркәсібі кеңейе бастады. Дегенмен, отандық кәсіпорындардың технологиялық жинақталуы мен таланттар қоры әлі де салыстырмалы түрде аз. Байланысты аккумулятор өндірісінің процестері мен жабдықтар технологиялары да бастапқы кезеңінде, ал жабдықтарды автоматтандыру деңгейі салыстырмалы түрде төмен, жабдық өндірушілері қуатты аккумулятор өндірісіне назар аудара бастады және зерттеулер мен әзірлемелерге инвестицияларды арттырды. Бұл кезеңде саланың шаршы аккумуляторлы лазерлік тығыздау жабдықтарына қойылатын өндірістік тиімділік талаптары әдетте 6-10PPM құрайды. Жабдық шешімі әдетте кәдімгі сым арқылы сәуле шығару үшін 1 кВт талшықты лазерді пайдаланады.лазерлік дәнекерлеу басы(суретте көрсетілгендей), ал дәнекерлеу басы сервоплатформалы қозғалтқышпен немесе сызықтық қозғалтқышпен басқарылады. Қозғалыс және дәнекерлеу, дәнекерлеу жылдамдығы 50-100 мм/с.
Батарея өзегінің үстіңгі қақпағын дәнекерлеу үшін 1 кВт лазерді пайдалану
Ішінделазерлік дәнекерлеуПроцесс барысында, салыстырмалы түрде төмен дәнекерлеу жылдамдығына және дәнекерлеудің салыстырмалы түрде ұзақ термиялық цикл уақытына байланысты, балқытылған бассейннің ағып, қатаюына жеткілікті уақыты бар, ал қорғаныс газы балқытылған бассейнді жақсырақ жауып, тегіс және толық бетті алуды жеңілдетеді, төменде көрсетілгендей жақсы консистенциялы дәнекерлеу.
Жоғарғы қақпақты төмен жылдамдықпен дәнекерлеуге арналған дәнекерлеу тігісін қалыптастыру
Жабдыққа келетін болсақ, өндіріс тиімділігі жоғары болмаса да, жабдықтың құрылымы салыстырмалы түрде қарапайым, тұрақтылығы жақсы және жабдықтың құны төмен, бұл осы кезеңдегі саланы дамыту қажеттіліктерін толық қанағаттандырады және кейінгі технологиялық дамудың негізін қалайды.
1.0 дәуіріндегі жоғарғы қақпақты тығыздау дәнекерлеу қарапайым жабдық шешімі, арзан баға және жақсы тұрақтылық сияқты артықшылықтарға ие болғанымен. Бірақ оның ішкі шектеулері де өте айқын. Жабдық тұрғысынан қозғалтқыштың жүргізу қабілеті жылдамдықты одан әрі арттыруға деген сұранысты қанағаттандыра алмайды; технология тұрғысынан дәнекерлеу жылдамдығын және лазерлік қуат шығысын одан әрі арттыру дәнекерлеу процесінде тұрақсыздыққа және өнімділіктің төмендеуіне әкеледі: жылдамдықтың артуы дәнекерлеу термиялық циклінің уақытын қысқартады, ал металл балқу процесі қарқындырақ болады, шашыраңқылық артады, қоспаларға бейімделу нашарлайды және шашыраңқы тесіктердің пайда болу ықтималдығы жоғары. Сонымен қатар, балқытылған бассейннің қатаю уақыты қысқарады, бұл дәнекерлеу бетінің кедір-бұдыр болуына және консистенцияның төмендеуіне әкеледі. Лазерлік дақ аз болған кезде, жылу кірісі үлкен емес және шашыраңқылық азаюы мүмкін, бірақ дәнекерлеудің тереңдіктен енге қатынасы үлкен және дәнекерлеу ені жеткіліксіз; лазерлік дақ үлкен болған кезде, дәнекерлеу енін арттыру үшін үлкен лазерлік қуатты енгізу қажет. Үлкен, бірақ сонымен бірге бұл дәнекерлеу шашырауының артуына және дәнекерлеудің беткі қабатының сапасының төмендеуіне әкеледі. Бұл кезеңдегі техникалық деңгейде жылдамдықтың одан әрі артуы өнімділікті тиімділікке айырбастау керектігін білдіреді, ал жабдықтар мен технологиялық процестерді жаңарту талаптары салалық талаптарға айналды.
2. Жоғарғы мұқабаның 2.0 дәуірілазерлік дәнекерлеутехнология
Дәнекерлеу жылдамдығы 200 мм/с
2016 жылы Қытайда автомобиль батареяларының орнатылған қуаты шамамен 30,8 ГВт/сағ болды, 2017 жылы шамамен 36 ГВт/сағ болды, ал 2018 жылы тағы бір жарылыс болды, орнатылған қуат 57 ГВт/сағ-қа жетті, бұл өткен жылмен салыстырғанда 57%-ға өскен. Жаңа энергиямен жұмыс істейтін жолаушылар көлігі де бір миллионға жуық өнім шығарды, бұл өткен жылмен салыстырғанда 80,7%-ға өскен. Орнатылған қуаттың артында литий батареяларын өндіру қуатының босатылуы жатыр. Жаңа энергиямен жұмыс істейтін жолаушылар көлігінің батареялары орнатылған қуаттың 50%-дан астамын құрайды, бұл сонымен қатар саланың батарея өнімділігі мен сапасына қойылатын талаптары барған сайын қатаңдайтынын және өндірістік жабдықтар технологиясы мен технологиялық процестердің жетілдірілуі жаңа дәуірге аяқ басты: бір желілі өндіріс қуатының талаптарын қанағаттандыру үшін жоғарғы қақпақты лазерлік дәнекерлеу жабдықтарының өндіріс қуатын 15-20PPM дейін арттыру қажет, және оныңлазерлік дәнекерлеужылдамдық 150-200 мм/с жетуі керек. Сондықтан, жетек қозғалтқыштарына келетін болсақ, әртүрлі жабдық өндірушілері сызықтық қозғалтқыш платформасын тікбұрышты траектория бойынша 200 мм/с біркелкі жылдамдықпен пісіру үшін қозғалыс өнімділігі талаптарына сай келетіндей етіп жаңартты; дегенмен, жоғары жылдамдықты пісіру кезінде пісіру сапасын қалай қамтамасыз ету керектігі одан әрі процесте серпілістерді қажет етеді, ал салалық компаниялар көптеген зерттеулер мен зерттеулер жүргізді: 1.0 дәуірімен салыстырғанда, 2.0 дәуірінде жоғары жылдамдықты пісіру кезінде кездесетін мәселе: қарапайым талшықты лазерлерді пайдаланып, қарапайым пісіру бастары арқылы бір нүктелі жарық көзін шығару, таңдау 200 мм/с талабын қанағаттандыру қиын.
Бастапқы техникалық шешімде дәнекерлеуді қалыптастыру әсерін тек опцияларды конфигурациялау, дақ өлшемін реттеу және лазер қуаты сияқты негізгі параметрлерді реттеу арқылы басқаруға болады: кішірек дақпен конфигурацияны пайдаланған кезде дәнекерлеу бассейнінің кілт тесігі кішкентай болады, бассейн пішіні тұрақсыз болады және дәнекерлеу тұрақсыз болады. Жік біріктіру ені де салыстырмалы түрде кішкентай; үлкенірек жарық дақпен конфигурацияны пайдаланған кезде кілт тесігі артады, бірақ дәнекерлеу қуаты айтарлықтай артады, ал шашыраңқылық пен жарылыс тесіктерінің жылдамдығы айтарлықтай артады.
Теориялық тұрғыдан, егер сіз жоғары жылдамдықты дәнекерлеуді қалыптастыру әсерін қамтамасыз еткіңіз келселазерлік дәнекерлеужоғарғы қабатын жасау үшін келесі талаптарға сай болу керек:
① Дәнекерлеу тігісінің ені жеткілікті және дәнекерлеу тігісінің тереңдігі мен енінің қатынасы қолайлы, бұл жарық көзінің жылу әсер ету диапазоны жеткілікті үлкен және дәнекерлеу желісінің энергиясы қолайлы диапазонда болуын талап етеді;
2 Дәнекерлеу тегіс, бұл дәнекерлеу процесінде дәнекерлеудің термиялық цикл уақытының жеткілікті ұзақ болуын талап етеді, осылайша балқытылған бассейн жеткілікті сұйықтыққа ие болады және дәнекерлеу қорғаныш газының қорғауымен тегіс металл дәнекерге айналады;
③ Дәнекерлеу тігісінің консистенциясы жақсы және тесіктері мен тесіктері аз. Бұл дәнекерлеу процесінде лазердің дайындамаға тұрақты әсер етуін және жоғары энергиялы сәулелік плазманың үздіксіз пайда болуын және балқытылған бассейннің ішкі жағына әсер етуін талап етеді. Балқытылған бассейн плазмалық реакция күшінің әсерінен «кілт» шығарады. «Кілт» тесігі жеткілікті үлкен және тұрақты, сондықтан пайда болған металл буы мен плазманы металл тамшыларын шығару және шығару оңай емес, шашырандылар пайда болады, ал кілт тесігінің айналасындағы балқытылған бассейннің құлауы және газды тартуы оңай емес. Дәнекерлеу процесінде бөгде заттар жанып, газдар жарылғыш түрде бөлінсе де, үлкен кілт тесігі жарылғыш газдардың бөлінуіне ықпал етеді және металл шашырандылары мен тесіктердің пайда болуын азайтады.
Жоғарыда айтылғандарға жауап ретінде, саладағы батарея өндіруші компаниялар мен жабдық өндіруші компаниялар әртүрлі әрекеттер мен тәжірибелер жасады: Жапонияда литий батареяларын өндіру ондаған жылдар бойы дамып келеді және онымен байланысты өндіріс технологиялары жетекші орынға ие болды.
2004 жылы, талшықты лазер технологиясы әлі коммерциялық тұрғыдан кеңінен қолданылмаған кезде, Panasonic аралас шығыс үшін LD жартылай өткізгіш лазерлерін және импульстік шаммен сорылатын YAG лазерлерін пайдаланды (схема төмендегі суретте көрсетілген).
Көп лазерлі гибридті дәнекерлеу технологиясының және дәнекерлеу басының құрылымының схемалық диаграммасы
Импульсті сәулелену арқылы пайда болатын жоғары қуатты тығыздықтағы жарық дақтарыYAG лазеріДайындамаға әсер ету үшін кішкене нүкте қолданылады, бұл жеткілікті дәнекерлеу енуін алу үшін дәнекерлеу тесіктерін жасайды. Сонымен қатар, LD жартылай өткізгіш лазері дайындаманы алдын ала қыздыру және дәнекерлеу үшін CW үздіксіз лазерін қамтамасыз ету үшін қолданылады. Дәнекерлеу процесі кезінде балқытылған бассейн үлкенірек дәнекерлеу тесіктерін алу, дәнекерлеу тігісінің енін арттыру және дәнекерлеу тесіктерінің жабылу уақытын ұзарту үшін көбірек энергия береді, бұл балқытылған бассейндегі газдың шығуына көмектеседі және дәнекерлеу тігісінің кеуектілігін төмендетеді, төменде көрсетілгендей.
Гибридтің схемалық диаграммасылазерлік дәнекерлеу
Бұл технологияны қолдану,YAG лазерлеріжәне қуаты бірнеше жүз ватт болатын LD лазерлерін жұқа литий батарея корпустарын 80 мм/с жоғары жылдамдықпен дәнекерлеу үшін пайдалануға болады. Дәнекерлеу әсері суретте көрсетілгендей.
Әртүрлі технологиялық параметрлердегі дәнекерлеу морфологиясы
Талшықты лазерлердің дамуы мен өсуімен талшықты лазерлер лазерлік металл өңдеуде импульсті YAG лазерлерін біртіндеп алмастырды, себебі олардың сәуле сапасы жақсы, фотоэлектрлік түрлендірудің жоғары тиімділігі, ұзақ қызмет ету мерзімі, оңай күтім жасау және жоғары қуат сияқты көптеген артықшылықтары бар.
Сондықтан, жоғарыда аталған лазерлік гибридті дәнекерлеу ерітіндісіндегі лазерлік комбинация талшықты лазер + LD жартылай өткізгіш лазерге айналды, ал лазер арнайы өңдеу басы арқылы коаксиалды түрде шығарылады (дәнекерлеу басы 7-суретте көрсетілген). Дәнекерлеу процесінде лазердің әсер ету механизмі бірдей.
Композиттік лазерлік дәнекерлеу қосылысы
Бұл жоспарда импульстіYAG лазерісәуле сапасы, қуаты жоғары және үздіксіз шығысы жақсы талшықты лазермен ауыстырылады, бұл дәнекерлеу жылдамдығын едәуір арттырады және дәнекерлеу сапасын жақсартады (дәнекерлеу әсері 8-суретте көрсетілген). Сондықтан бұл жоспар кейбір тұтынушылардың қолдауына ие. Қазіргі уақытта бұл шешім қуатты батареяның үстіңгі қақпағын тығыздау дәнекерлеу өндірісінде қолданылып келеді және 200 мм/с дәнекерлеу жылдамдығына жете алады.
Гибридті лазерлік дәнекерлеу арқылы үстіңгі қақпақты дәнекерлеудің көрінісі
Қос толқын ұзындығындағы лазерлік дәнекерлеу шешімі жоғары жылдамдықты дәнекерлеудің дәнекерлеу тұрақтылығын шешсе де және батарея ұяшығының үстіңгі қақпақтарын жоғары жылдамдықты дәнекерлеудің дәнекерлеу сапасына қойылатын талаптарға сай келсе де, жабдық пен процесс тұрғысынан бұл шешіммен әлі де кейбір мәселелер бар.
Біріншіден, бұл шешімнің аппараттық компоненттері салыстырмалы түрде күрделі, екі түрлі лазер мен арнайы қос толқынды лазерлік дәнекерлеу қосылыстарын пайдалануды талап етеді, бұл жабдыққа инвестициялық шығындарды арттырады, жабдыққа техникалық қызмет көрсетудің қиындығын арттырады және жабдықтың істен шығу ықтималдығын арттырады;
Екіншіден, қос толқын ұзындығылазерлік дәнекерлеуқолданылатын қосылыс бірнеше линзалар жиынтығынан тұрады (4-суретті қараңыз). Қуат шығыны кәдімгі дәнекерлеу қосылыстарына қарағанда үлкенірек, және қос толқынды лазердің коаксиалды шығысын қамтамасыз ету үшін линзаның орнын тиісті күйге келтіру қажет. Ал бекітілген фокустық жазықтыққа, ұзақ мерзімді жоғары жылдамдықты жұмысқа назар аударғанда, линзаның орны босап, оптикалық жолда өзгерістер тудыруы және дәнекерлеу сапасына әсер етуі мүмкін, бұл қолмен қайта реттеуді қажет етеді;
Үшіншіден, дәнекерлеу кезінде лазерлік шағылысу қатты болады және жабдық пен компоненттерді оңай зақымдауы мүмкін. Әсіресе ақаулы өнімдерді жөндеу кезінде тегіс дәнекерлеу беті көп мөлшерде лазерлік сәулені шағылыстырады, бұл лазерлік дабылды оңай тудыруы мүмкін, сондықтан жөндеу үшін өңдеу параметрлерін реттеу қажет.
Жоғарыда аталған мәселелерді шешу үшін біз зерттеудің басқа жолын табуымыз керек. 2017-2018 жылдары біз жоғары жиілікті тербелісті зерттедіклазерлік дәнекерлеубатареяның үстіңгі қақпағының технологиясын жасап, оны өндіріске енгізуге ықпал етті. Лазер сәулесімен жоғары жиілікті тербелмелі дәнекерлеу (бұдан әрі тербелмелі дәнекерлеу деп аталады) - 200 мм/с жылдамдықтағы тағы бір заманауи жоғары жылдамдықты дәнекерлеу процесі.
Гибридті лазерлік дәнекерлеу ерітіндісімен салыстырғанда, бұл шешімнің аппараттық бөлігі тек тербелмелі лазерлік дәнекерлеу басымен біріктірілген кәдімгі талшықты лазерді қажет етеді.
тербелмелі тербелмелі дәнекерлеу басы
Дәнекерлеу басының ішінде қозғалтқышпен басқарылатын шағылыстырғыш линза бар, оны лазердің жобаланған траектория түріне (әдетте дөңгелек, S-тәрізді, 8-тәрізді және т.б.), тербеліс амплитудасы мен жиілігіне сәйкес тербелісін басқаруға бағдарламалауға болады. Әртүрлі тербеліс параметрлері дәнекерлеу көлденең қимасын әртүрлі пішінде және әртүрлі өлшемде жасай алады.
Әртүрлі тербелмелі траекториялар бойынша алынған дәнекерлеулер
Жоғары жиілікті тербелмелі дәнекерлеу басы сызықтық қозғалтқышпен жұмыс бөлшектері арасындағы саңылау бойымен дәнекерленеді. Ұяшық қабығының қабырға қалыңдығына сәйкес, тиісті тербелмелі траектория түрі мен амплитудасы таңдалады. Дәнекерлеу кезінде статикалық лазер сәулесі тек V-тәрізді дәнекерлеу көлденең қимасын құрайды. Дегенмен, тербелмелі дәнекерлеу басының көмегімен сәуле нүктесі фокальды жазықтықта жоғары жылдамдықпен тербеліп, динамикалық және айналмалы дәнекерлеу кілтін құрайды, бұл дәнекерлеу тереңдігі мен енінің арақатынасына сәйкес келеді;
Айналмалы дәнекерлеу кілтінің тесігі дәнекерлеуді араластырады. Бір жағынан, ол газдың шығуына көмектеседі және дәнекерлеу тесіктерін азайтады, сондай-ақ дәнекерлеу жарылыс нүктесіндегі түйреуіш тесіктерді жөндеуге белгілі бір әсер етеді (12-суретті қараңыз). Екінші жағынан, дәнекерлеу металы реттелген түрде қыздырылады және салқындатылады. Циркуляция дәнекерлеу бетін тұрақты және реттелген балық қабыршағының үлгісіне айналдырады.
Дәнекерлеу тігісін қалыптау
Әртүрлі тербеліс параметрлері кезінде бояу ластануына дәнекерлеулердің бейімделуі
Жоғарыда аталған тармақтар үстіңгі қақпақты жоғары жылдамдықпен дәнекерлеудің үш негізгі сапа талабына сәйкес келеді. Бұл шешімнің басқа да артықшылықтары бар:
① Лазер қуатының көп бөлігі динамикалық кілт тесігіне енгізілгендіктен, сыртқы шашыраңқы лазер азаяды, сондықтан тек аз лазер қуаты қажет, ал дәнекерлеу жылуының кірісі салыстырмалы түрде төмен (композиттік дәнекерлеуге қарағанда 30% аз), бұл жабдықтың жоғалуын және энергия шығынын азайтады;
2 Тербелмелі дәнекерлеу әдісі дайындамалардың құрастыру сапасына жоғары бейімделгіштікке ие және құрастыру сатылары сияқты мәселелерден туындаған ақауларды азайтады;
③Термелі дәнекерлеу әдісі дәнекерлеу тесіктеріне күшті жөндеу әсерін тигізеді, және батарея өзегінің дәнекерлеу тесіктерін жөндеу үшін осы әдісті қолданудың өнімділік деңгейі өте жоғары;
④Жүйе қарапайым, ал жабдықты жөндеу және техникалық қызмет көрсету қарапайым.
3. Жоғарғы қақпақты лазерлік дәнекерлеу технологиясының 3.0 дәуірі
Дәнекерлеу жылдамдығы 300 мм/с
Жаңа энергетикалық субсидиялар азая берген сайын, батарея өндірісі өнеркәсібінің барлық дерлік өндірістік тізбегі қызыл теңізге құлады. Өнеркәсіп те қайта құру кезеңіне аяқ басты, ал ауқымды және технологиялық артықшылықтары бар жетекші компаниялардың үлесі одан әрі артты. Бірақ сонымен бірге, «сапаны жақсарту, шығындарды азайту және тиімділікті арттыру» көптеген компаниялардың басты тақырыбына айналады.
Субсидиялар аз немесе мүлдем болмаған кезеңде, тек технологияны итеративті түрде жаңарту, өндіріс тиімділігін арттыру, бір батареяның өндіріс құнын төмендету және өнім сапасын жақсарту арқылы ғана біз бәсекелестікте жеңіске жетуге қосымша мүмкіндікке ие бола аламыз.
Han's Laser компаниясы батарея ұяшығының үстіңгі қақпақтарын жоғары жылдамдықты дәнекерлеу технологиясын зерттеуге инвестиция салуды жалғастыруда. Жоғарыда енгізілген бірнеше процесс әдістерінен басқа, ол батарея ұяшығының үстіңгі қақпақтарын сақиналы нүктелі лазермен дәнекерлеу технологиясы және гальванометрлік лазермен дәнекерлеу технологиясы сияқты озық технологияларды да зерттейді.
Өндіріс тиімділігін одан әрі арттыру үшін 300 мм/с және одан жоғары жылдамдықта үстіңгі қақпақты дәнекерлеу технологиясын зерттеңіз. Ханның лазерлік компаниясы 2017-2018 жылдары гальванометрлік дәнекерлеу кезінде дайындаманың газдан қорғалуының қиындығы мен дәнекерлеу бетінің қалыптасуының нашарлығы сияқты техникалық қиындықтарды жеңіп, 400-500 мм/с жылдамдыққа қол жеткізді.лазерлік дәнекерлеуұяшықтың үстіңгі қақпағының. 26148 батареясы үшін дәнекерлеу тек 1 секундты алады.
Дегенмен, жоғары тиімділікке байланысты, тиімділікке сәйкес келетін қосалқы жабдықты әзірлеу өте қиын және жабдықтың құны жоғары. Сондықтан, бұл шешім үшін коммерциялық қосымшаларды әзірлеу жүргізілген жоқ.
Одан әрі дамуыменталшықты лазертехнологиясы аясында сақина тәрізді жарық дақтарын тікелей шығара алатын жаңа жоғары қуатты талшықты лазерлер іске қосылды. Лазердің бұл түрі арнайы көп қабатты оптикалық талшықтар арқылы нүктелік сақиналы лазер дақтарын шығара алады, ал дақ пішіні мен қуат таралуын суретте көрсетілгендей реттеуге болады.
Әртүрлі тербелмелі траекториялар бойынша алынған дәнекерлеулер
Реттеу арқылы лазердің қуат тығыздығының таралуын нүктелік-пончик-үстіңгі пішінге келтіруге болады. Бұл лазер түрі суретте көрсетілгендей Corona деп аталады.
Реттелетін лазер сәулесі (сәйкесінше: орталық шам, орталық шам + сақиналы шам, сақиналы шам, екі сақиналы шам)
2018 жылы алюминий қабықты батарея ұяшығының үстіңгі қақпақтарын дәнекерлеуде осы типтегі бірнеше лазерді қолдану сынақтан өткізілді және Corona лазеріне негізделген батарея ұяшығының үстіңгі қақпақтарын лазерлік дәнекерлеуге арналған 3.0 технологиялық шешімі бойынша зерттеулер басталды. Corona лазері нүктелік сақина режимінде шығыс жасағанда, оның шығыс сәулесінің қуат тығыздығының таралу сипаттамалары жартылай өткізгіш + талшықты лазердің композиттік шығысына ұқсас.
Дәнекерлеу процесінде жоғары қуат тығыздығы бар орталық нүктелік шам жеткілікті дәнекерлеу енуін алу үшін терең ену дәнекерлеу үшін кілт тесігін құрайды (гибридті дәнекерлеу ерітіндісіндегі талшықты лазердің шығысына ұқсас), ал сақиналы шам жылудың көбірек түсуін қамтамасыз етеді, кілт тесігін үлкейтеді, кілт тесігінің шетіндегі сұйық металға металл буы мен плазманың әсерін азайтады, нәтижесінде пайда болған металл шашырауын азайтады және дәнекерлеудің жылу циклінің уақытын арттырады, балқытылған бассейндегі газдың ұзақ уақыт бойы шығуына көмектеседі, жоғары жылдамдықты дәнекерлеу процестерінің тұрақтылығын жақсартады (гибридті дәнекерлеу ерітінділеріндегі жартылай өткізгіш лазерлердің шығысына ұқсас).
Сынақ барысында біз жұқа қабырғалы қабықшалы батареяларды дәнекерледік және 18-суретте көрсетілгендей, дәнекерлеу өлшемінің консистенциясы жақсы және CPK технологиялық мүмкіндігі жақсы екенін анықтадық.
Қабырғасының қалыңдығы 0,8 мм (дәнекерлеу жылдамдығы 300 мм/с) батареяның үстіңгі қақпағын дәнекерлеудің көрінісі
Аппараттық құралдар тұрғысынан алғанда, гибридті дәнекерлеу шешімінен айырмашылығы, бұл шешім қарапайым және екі лазерді немесе арнайы гибридті дәнекерлеу басын қажет етпейді. Ол тек қарапайым жоғары қуатты лазерлік дәнекерлеу басын қажет етеді (тек бір оптикалық талшық бір толқын ұзындығындағы лазер шығаратындықтан, линза құрылымы қарапайым, реттеу қажет емес және қуат шығыны аз), бұл ақауларды жоюды және күтіп ұстауды жеңілдетеді, ал жабдықтың тұрақтылығы айтарлықтай жақсарады.
Аппараттық шешімнің қарапайым жүйесінен және батарея ұяшығының үстіңгі қақпағының жоғары жылдамдықты дәнекерлеу процесінің талаптарын қанағаттандырудан басқа, бұл шешімнің технологиялық қолданбаларда басқа да артықшылықтары бар.
Сынақ барысында біз батареяның үстіңгі қақпағын 300 мм/с жоғары жылдамдықпен дәнекерледік және жақсы дәнекерлеу тігісін қалыптастыру әсеріне қол жеткіздік. Сонымен қатар, қабырға қалыңдығы 0,4, 0,6 және 0,8 мм болатын қабықшалар үшін тек лазерлік шығыс режимін реттеу арқылы ғана жақсы дәнекерлеуді орындауға болады. Дегенмен, қос толқынды лазерлік гибридті дәнекерлеу шешімдері үшін дәнекерлеу басының немесе лазердің оптикалық конфигурациясын өзгерту қажет, бұл жабдықтың құнын және жөндеу уақытының шығындарын арттырады.
Сондықтан, нүктелік сақина нүктесілазерлік дәнекерлеуБұл шешім 300 мм/с жылдамдықпен ультра жоғары жылдамдықты үстіңгі қақпақты дәнекерлеуге қол жеткізіп қана қоймай, қуатты батареялардың өндіріс тиімділігін арттыра алады. Модельдерді жиі ауыстыруды қажет ететін батарея өндіруші компаниялар үшін бұл шешім жабдықтар мен өнімдердің сапасын айтарлықтай жақсарта алады, модельді ауыстыру және ақауларды жою уақытын қысқартады.
Қабырғасының қалыңдығы 0,4 мм (дәнекерлеу жылдамдығы 300 мм/с) батареяның үстіңгі қақпағын дәнекерлеудің көрінісі
Қабырғасының қалыңдығы 0,6 мм (дәнекерлеу жылдамдығы 300 мм/с) батареяның үстіңгі қақпағын дәнекерлеудің сыртқы түрі
Жұқа қабырғалы ұяшықты дәнекерлеуге арналған Corona лазерлік дәнекерлеу енуі – технологиялық мүмкіндіктер
Жоғарыда аталған Corona лазерінен басқа, AMB лазерлері мен ARM лазерлері ұқсас оптикалық шығыс сипаттамаларына ие және оларды лазерлік дәнекерлеу шашырауын жақсарту, дәнекерлеу бетінің сапасын жақсарту және жоғары жылдамдықты дәнекерлеу тұрақтылығын жақсарту сияқты мәселелерді шешу үшін пайдалануға болады.
4. Қысқаша мазмұны
Жоғарыда аталған әртүрлі шешімдердің барлығын отандық және шетелдік литий батареяларын өндіруші компаниялар нақты өндірісте қолданады. Әртүрлі өндіріс уақыты мен әртүрлі техникалық негіздеріне байланысты салада әртүрлі технологиялық шешімдер кеңінен қолданылады, бірақ компаниялардың тиімділік пен сапаға қойылатын талаптары жоғары. Ол үнемі жетілдіріліп отырады және жақын арада технологияның алдыңғы қатарындағы компаниялар жаңа технологияларды қолдана бастайды.
Қытайдың жаңа энергетикалық батарея өнеркәсібі салыстырмалы түрде кеш басталды және ұлттық саясаттың арқасында тез дамыды. Байланысты технологиялар бүкіл салалық тізбектің бірлескен күш-жігерімен дами берді және көрнекті халықаралық компаниялармен арадағы алшақтықты жан-жақты қысқартты. Отандық литий батареясы жабдықтарын өндіруші ретінде Maven сонымен қатар өзінің артықшылықтарын үнемі зерттеп, батарея жинағы жабдықтарын қайталап жаңартуға көмектеседі және жаңа энергия сақтау батареясы модуль жинағының автоматтандырылған өндірісі үшін жақсы шешімдер ұсынады.
Жарияланған уақыты: 19 қыркүйек 2023 ж.
