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【原创】破解大圆柱电芯装配量产难题
逸飞激光| 锂电设备 文章来源自:高工锂电网
2022-06-21 09:23:32 阅读:12963
摘要目前,逸飞激光以“激光+智能装备”为驱动,已具备锂电池全形态的智能制造解决方案能力。

46系大圆柱进入规模化量产拐点,其产业化需要整个产业链上下游协同作战。

6月15日,第十五届高工锂电峰会在常州茅山国际会议中心隆重启幕,大会主题为“协同上下游,共筑新生态”。现场超1300位锂电行业人士齐聚一堂,共同探讨新形势下锂电产业的发展趋势。

在“工艺创新与设备变革”专场,逸飞激光市场总监金朝昊发表了题为“圆柱全极耳电池自动装配线赋能大圆柱产业化”的主题演讲。

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金朝昊表示,现阶段大圆柱电池产业化的关键点之一,即是要尽快实现高效率、高质量、高安全以及低成本的大规模生产。其中,电芯装配段的系列工序成为大圆柱电池生产工艺中的核心关键点,包括卷绕、极耳整形、焊接、封口等多个环节。 

作为精密激光加工智能装备领域的领先企业,逸飞激光形成了以精密激光加工技术为核心,以智能制造装备为载体的技术和产品体系,核心技术包括激光加工技术和智能化装备技术两大类。通过多项核心技术的有效融合,逸飞激光在集流体无损成型、高速入壳、集流体激光焊接、壳盖自动化装配、壳盖封口、密封钉激光焊接等关键工序及高速精密传送、数字化在线检测等配套系统上形成了一系列专业化的应用技术,打造了系列化的圆柱全极耳电池制造装备产品,为大圆柱电池规模化量产奠定了坚实的基础。 

1.集流体无损成型

该技术是全极耳电池的核心,是后续集流盘焊接的重要基础。

逸飞激光设计开发了微米级金属箔材无损伤整形系统,建立了基于整形速度与进给速度的双回路控制系统,同时结合柔性定位技术、数字化在线检测、力位混合控制技术等,实现了圆柱全极耳集流体的无损成型。 

2.高速入壳

该工艺采用电芯及壳体的圆度整形技术、同轴度自适应纠偏技术及多工位并联入壳技术,并融合数字化在线检测技术,实现了高速生产模式下对电芯入壳过程的智能纠偏与柔性无伤套合,有效保障了电芯入壳过程的产品合格率以及生产效率。 

3.集流盘激光焊接

该技术是圆柱全极耳电池制造关键技术,用以实现全极耳导电结构的稳定、可靠连接。

逸飞激光基于激光多维自适应加工技术开发了激光自适应焊接系统,突破了微米级金属箔材(集流体)的激光焊接难题,实现了铜、铝集流盘的激光精密焊接的同时,解决了集流体附近的电池隔膜材料因受热变形或被灼伤而导致电池失效的行业难题。 

4.壳盖自动化装配

该技术通过自动同心度纠偏系统、柔性进给套合系统与往复式柔性折弯装置,结合数字化在线检测技术、高速精密传送技术与单端定位系统,实现了电池壳盖的高精度自动化入壳和无损伤装配。 

5.壳盖封口

该工艺融合了激光数字化控制技术、柔性工装技术与数字化在线检测技术,通过电芯柔性定心装夹技术,有效降低了对电芯结构件加工精度与装配精度的要求,提高了壳盖封口的一致性;同时结合自主开发的动态均衡焊接系统,实现了高效率的激光封口焊接工艺。 

6.密封钉激光焊接

逸飞激光通过激光数字化控制技术、机器视觉定位技术、柔性工装技术与数字化在线检测技术,解决了电池密封钉难以精确装配与固定的问题;同时通过激光-DMC复合表面预处理技术及高密度摆动焊接技术,在降低焊接工艺对装配精度要求的同时,有效提高了电池密封钉的焊接强度与焊接密封性能。 

7.高速精密传送

该技术通过运动学分析与伺服驱动控制技术,有效缩减了传送机构的运动周期,提升了传输效率;结合柔性工装技术满足了产品快速换型、工艺调整、设备升级改造需求;同时,利用高精度闭环控制系统,解决了传输稳定性与重复定位精度问题。有效提升了智能装备的生产效率与柔性化生产能力。 

8.数字化在线检测

该技术全方位整合机器视觉检测技术、压力与流量检测技术、电性能检测技术、氦质谱检漏技术等数字化检测手段,实现了对工件质量与设备状态的全方位数字化在线检测,满足了高效、高精度在线数字化检测需求,保障了装备及工艺的可靠性与产品一致性。 

金朝昊介绍,基于上述核心工艺和技术,逸飞激光已经开发出一系列圆柱全极耳电池自动装配线产品,适用于圆柱全极耳电池的大批量、智能化制造,涵盖圆柱全极耳电芯极耳整形、包胶、入壳、集流盘焊接、合盖预焊、电芯封口、密封钉焊接、氦检、清洗、套膜、组盘等全套装配工序,单线效率高,兼容例如21700、32/34、4680、4695、60/66等全系列圆柱全极耳电芯规格。

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46系列圆柱全极耳电芯自动装配线

除了量产线之外,公司还针对客户产品开发初期的需求,提供各类圆柱电池中试产线和智能化专机设备产品。

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圆柱全极耳电池集流盘焊接机

目前,逸飞激光以“激光+智能装备”为驱动,已具备锂电池全形态的智能制造解决方案能力。除圆柱电芯系列设备外,还可提供覆盖各类方形电芯的自动装配线,以及方形、圆柱和软包电池模组/PACK的自动装配线。

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电池模组自动装配线

随着特斯拉、宝马等国际主机厂推进大圆柱电池应用,大圆柱已经成为市场关注的“热力区”。同时,随着大圆柱在中高端乘用车市场上量,逸飞激光有望依托在大圆柱电池产线的技术积累,开辟市场第二增长曲线。

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