利元亨长电芯激光焊接技术“突围”

利元亨|长电芯|激光焊接文章来源自：高工锂电网

2021-10-18 11:03:42 阅读：25

新能源汽车动力电池的安全与长续航，过去是鱼与熊掌不可兼得，而今长电芯的出现突破了这个困局。相对于传统的电池包，长电芯（刀片电池）相当于一次革新，不仅具有高密度、高安全性、高稳定性等特点，而且通过结构创新，体积利用率提升了50%以上，这意味着续航里程可提升50%以上，达到高能量三元锂电池的同等水平。

数据统计，今年7月磷酸铁锂电池单月装车量在近三年来首次超越三元，以长电芯为代表的磷酸铁锂产品重回行业主流，有望重塑全球动力电池的新技术路线。

动力电池市场需求不断攀升及技术变革，对锂电企业新型动力电池的产能和优率提出更高的要求，倒逼装备智能化、精益化升级。这也意味着，谁优先突破长电芯规模化制造行业痛点，谁就能够抢占先机，率先享受市场变革带来的红利。

△ 利元亨长电芯激光焊接机

利元亨围绕长电芯激光焊接的关键技术进行突破，适时推出长电芯激光焊接机。且经广东省机械工程学会科技成果鉴定，利元亨长电芯激光焊接系统关键技术处于国际先进水平。

焊接机械结构技术突破

长电芯为长条结构，最大长度可达600mm，变形量大，焊接难度高。利元亨针对长电芯封口技术进行深度开发，通过采用不同的封口焊接机构以及多轴高速高精度控制系统，支持激光焊接工艺库快速换型，实现两端稳定封口焊接，可提供卧式侧焊、立式侧焊、顶盖旋转焊接、顶盖双边同时焊接等多种焊接结构，满足客户定制化需求。

激光一体化控制方案突破

利元亨长电芯激光焊接控制系统采用激光一体化控制方案，涵盖PSO控制、视觉控制、逻辑控制、MES交互控制、高速运动控制等，通过工业级总线连接各个功能器件进行实时控制。通过TCP/IP通讯与生产服务器进行数据交互，实现工厂级远程运维、数据交互、视觉图像上传等需求。针对长电芯的激光PSO控制和高速运动控制，利元亨采用深度开发的数控系统平台作为核心控制单元，实现了控制方案自主化、国产化。

PSO激光控制技术突破

在长电芯锂电池生产过程中，矩形铝壳拐角部分因激光焊接速度与激光能量关系的变化而导致拐角处焊穿、熔融堆积等情况，造成电池的质量难以控制。

利元亨针对锂电池激光焊接工艺技术瓶颈，对激光焊接铝合金的焊接拐角缺陷产生进行机理分析，并综合考虑机构刚性、结构重心、高速动态稳定性及精度等因素，采用PSO（位置同步输出）激光能量控制技术，可在焊接速度变化处、直线焊接段和弧角焊接段，实现激光能量均匀作用在待焊接物体上的自适应控制，完成高速稳定的激光焊接，使整体焊缝均匀一致，解决焊接过程中因拐角速度不均匀造成焊接质量不稳定的行业难题。

利元亨PSO激光控制技术，将行业稳定运行的锂电池顶盖封口焊接速度从200mm/s提升到250mm/s以上，效率提升25%，产品良率达到99.5%以上。

值得一提的是，利元亨PSO激光控制技术搭配环形光斑激光器和双波长激光器方案已成功进入锂电池生产头部企业。

激光焊接视觉技术突破

利元亨激光焊接视觉技术，包括焊前焦点视觉监控、焊接过程监测全覆盖，实现交付产品零缺陷，可将生产良率由98%提升到99.5%以上。

目前，利元亨长电芯激光焊接机已获得头部动力电池供应商的认可，实现批量生产。