▲圖為阿帕奇(北京)光纖激光技術有限公司應用部經理張婧發表主題演講
“阿帕奇不僅僅滿足于成熟的產品,我們也一直在面向客戶的需求不斷地開發新產品,因為創新才是一個企業的生存之源。”
日前,“第二屆新能源汽車及動力電池(CIBF2021深圳)國際交流會”在深圳舉行,在由多氟多冠名的“智能制造助推軟包電池提質降本”專場論壇上,阿帕奇(北京)光纖激光技術有限公司應用部經理張婧發表了主題為“光纖激光解決方案助力電池行業提質增效”的演講。
據張婧介紹,阿帕奇(北京)光纖激光技術有限公司是由全球最大的光纖激光制造商之一IPG PHOTONICS于2006年在中國投資成立,目前在中國設有北京、上海、深圳和武漢四大應用服務中心,同時售后網點遍布全國,可以對客戶做到及時快速的響應。
在產品覆蓋方面,張婧表示,在方形、軟包和圓柱電池的制作過程中,除了極片卷繞(與激光無直接關聯)環節外,正負極極片切割、極片清洗、電芯、模組、PACK等環節都需要用到激光產品,而阿帕奇在各環節均有產品布局及完善解決方案,并做到成熟應用;從產品功率覆蓋性層面看,從幾瓦的打標激光器至120千瓦的超高功率激光器,阿帕奇擁有超過500種不同的激光器;從產品波長覆蓋性層面看,其產品線包括紅外、綠光、紫外等各個波長的激光器。
在談及設備應用時,張婧重點介紹了以下幾類設備及系統。
第一,YLR系列單模激光器。據張婧介紹,軟包電池焊接應用領域YLR系列單模激光器是最多的,目前電池行業降本壓力越來越大,效率要求越來越高,該領域的激光器也從最早使用的500W,逐漸升至700W、1500W,現在2000W已成為主流配置。張婧表示,IPG推出的單模激光器,其光纖芯徑為14微米,相較于市面其它品牌的單模激光器(芯徑多為20um或25um),具有小芯徑的優勢。此外,該設備還具有強焊接能力、高焊速、小熱輸入及變形的優勢,適用于極耳和匯流排焊接。
第二,AMB光束模式可調激光器。該設備多應用于方形電池焊接,焊接材料多為相對較厚的鋁、銅等,其突出特點是能產生高能密度的中心光束+大芯徑外環光束組合形成可調控的光斑。該設備的總功率可達25千瓦,光電轉換效率達到45%,中心芯徑有50um、150um兩種規格可選,外環芯徑有150um、300um、400um、600um等多種規格可選。其中,焊鋁、銅材料傾向于推薦50um/150um配置,焊鋼及焊鋁時優選100um/300um。該設備最大的優勢可以通過將焊接匙孔開口擴大,抑制飛濺產生。
第三,單模AMB激光器。該設備是一款具有小熱輸入、強穿透力、能有效抑制飛濺等優勢的組合型產品,非常適用于箔材焊接。據張婧介紹,這款設備已經在美國實驗室做過多層箔的點焊實驗(數十層的銅箔和鋁板的焊接),焊點的尺寸穩定性很好,而且飛濺抑制效果明顯。
第四,LDD焊接全過程監測系統。該系統基于內聯相干成像原理,通過主動發射半導體激光打到工件表面及焊接匙孔,檢測返回信號,再借助一系列的算法,最終直接得到熔深,其檢測精度和頻率市場領先。據其介紹,該產品具有四項主要功能。
第一項功能:焊前檢測。比如焊縫位置是否準確、零件高度是否合適,如有需要,隨時可以直接做尋位和校正;
第二項功能,也是它的核心功能:直接測量熔深,可以獲得每條焊縫每一個位置的熔深(傳統的切片頂多是一條焊縫切幾個,無法得到整條焊縫的數據);
第三項功能:焊后焊縫寬度、高度及表面質量的檢測,可以圍繞各項檢測數據按相應的標準設定容限,實時監控零件是否出現異常;
第四項功能:3D成像技術。據悉,該系統使用方式靈活,可搭載YLS/YLR、單模、多模等設備,同時適配于阿帕奇公司所有焊接頭、擺動頭及振鏡。
通過跟蹤測試發現,該系統的熔深和切片監測誤差小于100um,完全滿足生產線的檢測要求;而在極耳焊接上,也可幫助客戶直接做在線的判斷,比如說焊后的高度、寬度,有沒有累計超過它的缺陷,然后實時輸出。LDD焊接全過程監測系統正憑借焊前、焊中、焊后全過程的監測,為電池安全制造“保駕護航”。