品質 レーザー溶接機 & レーザーのクリーニング機械 工場

レーザー溶接機：他の機器と比較して、バッテリー溶接における比類のない利点 円筒形リチウムイオン電池、角型パワーバッテリー、またはソフトパックエネルギー貯蔵バッテリーなど、バッテリーの製造と組み立てにおいて、溶接はバッテリーの安全性、エネルギー密度、および耐用年数に直接影響する重要なプロセスです。バッテリー溶接では、熱に弱いバッテリーセルへの損傷を最小限に抑えながら、タブ、バスバー、およびケーシングコンポーネントを正確に接続する必要があります。さまざまな溶接装置の中で、レーザー溶接機は、その独自の技術的優位性により、スポット溶接機、超音波溶接機、およびその他の従来のデバイスを凌駕し、バッテリー製造に最適なソリューションとして登場しました。この記事では、バッテリー溶接のシナリオに焦点を当て、レーザー溶接機の主要な比較優位性を分析します。 I. バッテリー溶接における従来の溶接装置の限界 バッテリー溶接には、温度制御、溶接精度、および接合強度に関する厳しい要件があります。従来の溶接装置は、これらの要求を満たすのに苦労することが多く、潜在的な品質リスクにつながります。 スポット溶接機: 抵抗加熱に依存してはんだ接合部を形成しますが、熱入力の制御が困難です。過度の温度は、バッテリーの隔膜や電解質を損傷し、短絡などの安全上の危険を引き起こす可能性があります。大きいはんだ接合部のサイズは、バッテリーパックのレイアウト密度に影響し、エネルギー密度を低下させます。さらに、長期使用中の電極の摩耗は、はんだ接合部の品質のばらつきにつながり、バッテリーパックの再作業率を増加させます。 超音波溶接機: ソフトパックバッテリータブなどの薄い材料の溶接に適していますが、その溶接強度は限られています。パワーバッテリーパックの厚いバスバーやケーシング溶接には対応できません。さらに、超音波溶接は材料表面の清浄度に敏感であり、油や酸化物の層があると、その後の検査で検出が困難で、使用中にバッテリーの故障につながる可能性のある仮想溶接を引き起こす可能性があります。 アルゴンアーク溶接機: 溶接中に広い熱影響部を生成し、バッテリーケーシングとタブの明らかな変形を引き起こします。溶接速度が遅いため、バッテリーパックの大量生産には適していません。さらに、溶接中のアーク放射とスパッタは、バッテリーコンポーネントを汚染し、全体的な性能に影響を与える可能性があります。 これらの制限により、従来の溶接装置は、高精度で高効率のバッテリー製造においてますます不十分になっています。 II. バッテリー溶接におけるレーザー溶接機の主要な比較優位性 レーザー溶接機は、集束した高エネルギーレーザービームを使用して、バッテリーコンポーネントの局所的で迅速な加熱を実現します。従来の装置と比較して、バッテリー溶接に特化した利点を提供します。 1. 正確な温度制御：バッテリーコアコンポーネントの保護 バッテリーセルは温度に非常に敏感であり、過度の熱は電解質の分解または隔膜の溶解を引き起こす可能性があります。レーザー溶接機は、0.1～0.3mmと非常に狭い熱影響部を提供し、スポット溶接機の2～5mmのゾーンよりもはるかに狭いです。これにより、タブとバスバーの安定した接続を確保しながら、バッテリーセルへの熱損傷を最小限に抑えます。たとえば、18650/21700円筒形バッテリーパックの溶接では、レーザー溶接は、セルの内部構造に影響を与えることなく、ニッケルストリップとバッテリー極の接続を正確にターゲットにすることができ、熱暴走のリスクを軽減します。 2. 微視的な溶接精度：バッテリーパック密度の向上 最新のバッテリーパックは高エネルギー密度を追求しており、セルとコンポーネントのコンパクトなレイアウトが必要です。レーザー溶接機の集束スポットは0.05～0.2mmに調整でき、マイクロタブと狭いバスバーの正確な溶接を可能にします。スポット溶接機のミリメートルレベルのはんだ接合部と比較して、レーザー溶接は接続の占有スペースを減らし、同じ体積により多くのセルを配置できます。この利点は、ポータブル電子デバイスのバッテリーと新エネルギー自動車のパワーバッテリーパックで特に顕著であり、製品の耐久性能を直接向上させます。 3. 強力な接合強度：バッテリーの信頼性の向上 バッテリーパックは、使用中に振動、衝撃、および温度変化にさらされるため、高い引張強度と耐食性を備えた溶接接合部が必要です。レーザー溶接は、超音波溶接よりも30～50％、スポット溶接よりも20～30％高いせん断強度を持つ、欠陥のない高密度溶接シームを形成します。角型バッテリーケーシング溶接の場合、レーザー溶接はシームレスなシールを実現し、電解液の漏れを防ぎ、バッテリーの耐用年数を向上させます。対照的に、スポット溶接の個別のハンダ接合部は、長期使用下で応力集中と疲労破壊を起こしやすくなっています。 4. さまざまなバッテリー材料への適応性：主要な溶接課題の解決 バッテリー製造には、銅、アルミニウム、ニッケル、およびそれらの合金などのさまざまな材料が使用されます。従来の装置は、異種材料の溶接に苦労します。たとえば、銅-アルミニウムタブのスポット溶接は、多くの場合、脆い金属間化合物と低い導電性をもたらします。レーザー溶接は、エネルギー密度や溶接速度などのパラメータを調整して、異種材料の溶融比を制御し、低い接触抵抗を持つ高品質の接合部を形成します。また、厚いバスバー（2～5mm）と薄いタブ（0.1～0.3mm）を同様に処理し、タブ接続からケーシングシールまで、バッテリーパックのさまざまな溶接ニーズに対応します。 5. 高効率と自動化：大量生産の要求への対応 バッテリー製造は高度に自動化され、大量生産されており、溶接装置は生産ラインのビートに追いつく必要があります。レーザー溶接機は、1～3m/分の溶接速度を実現し、スポット溶接機の2～3倍の速さです。6軸ロボットまたはガントリーモーションシステムと組み合わせると、1つのバッテリーパックで数千のはんだ接合部を一定の品質で完了でき、手作業での人的ミスを回避できます。たとえば、新エネルギー自動車のバッテリーパック生産ラインでは、レーザー溶接ステーションは、1パックあたり30～60秒のサイクルタイムを実現し、1日あたり10,000台以上の生産量の需要に対応します。これは、従来の溶接装置では対応できない効率です。 6. 安定した品質とトレーサビリティ：業界の安全基準への適合 バッテリーの安全性は、厳格な業界基準によって規制されており、トレーサブルで一貫した溶接品質が要求されます。レーザー溶接機には、溶接パラメータ（電力、速度、スポットサイズ）をリアルタイムで記録するデジタル制御システムが装備されており、各バッテリーパックの全プロセス追跡を可能にします。電極摩耗の問題があるスポット溶接機とは異なり、レーザー溶接には消耗品の摩耗がなく、バッチ全体で一貫したはんだ接合部の品質を保証します。この安定性は、企業がIECやULなどの国際認証に合格するのに役立ち、製品の市場競争力を高めます。 III. バッテリー溶接における実用的なアプリケーションケース レーザー溶接機は、主要なバッテリー製造リンクの標準装置となっています。 家電製品では、レーザー溶接はスマートフォンやラップトップのバッテリーのマイクロタブ溶接に使用され、コンパクトなサイズと信頼性の高い接続を保証します。 新エネルギー自動車では、パワーバッテリーパック（三元系リチウムやリン酸鉄リチウムバッテリーモジュールなど）は、バスバー接続とケーシングシールにレーザー溶接を採用し、バッテリーの安全性と耐久性を向上させています。 エネルギー貯蔵バッテリーでは、レーザー溶接は大型バッテリーモジュールの溶接を処理し、接合部の故障なしに長時間の高電流充放電に耐えます。 IV. 結論 バッテリー溶接のシナリオでは、レーザー溶接機は、温度制御、精度、接合強度、材料適応性、効率、および品質の安定性において、スポット溶接や超音波溶接などの従来の装置を上回っています。これらの利点は、バッテリー製造のコア要求事項である安全性、高エネルギー密度、および信頼性に直接対応しており、レーザー溶接は、新エネルギーバッテリー業界の発展に不可欠な技術となっています。バッテリー技術がより高いエネルギー密度と小型化に向かって進歩するにつれて、レーザー溶接機は継続的に反復し、バッテリー製造に、より効率的で正確なソリューションをもたらすでしょう。

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