Även om många människor fortfarande har vissa farhågor om elfordons räckvidd och säkerhet, är utvecklingen av nya energifordon ett oundvikligt val för Kina att bli ett fordonskraftverk och ett strategiskt drag för att lösa klimatproblemet och förespråka konceptet grön utveckling. Med den fasta marknadsföringen på politisk nivå kommer några av de nuvarande problemen med elfordon så småningom att övervinnas, och det är bara en tidsfråga innan nya energifordon ersätter bränslefordon.
Nya energifordon är redan en ostoppbar ny kraft på marknaden. 2023-data från ministeriet för industri och informationsteknologi i början av 2023 visade att Kinas nya energifordon fortsatte att växa explosivt under 2022, förblev de första i världen under åtta år i rad, och marknadspenetrationen slog ett nytt rekord.
Data från China Association of Automobile Manufacturers visar att i maj 2023 var Kinas produktion och försäljning av nya energifordon 713,000 och 717,000 enheter, en ökning med 11,4 procent och 12,6 procent på årsbasis och uppåt. 53 procent respektive 60,2 procent på årsbasis, med en marknadsandel på 30,1 procent .
Kumulativt, från januari till maj 2023, slutförde den kumulativa produktionen och försäljningen av nya energifordon i Kina 3,005 miljoner respektive 2,94 miljoner enheter, med en kumulativ tillväxt på 45,1 procent respektive 46,8 procent och en marknadsandel på 27,7 procent.
Nyligen har det 20 miljonte nya energifordonet som producerats i Kina rullat av linjen i Guangzhou! Kina förväntas bli det första landet i världen som korsar eran av årlig försäljning av nya energifordon som når 10 miljoner enheter.
Den kontinuerliga tillväxten av produktion och försäljning har gjort den inhemska marknaden för elfordonstillverkning hetare än någonsin. Lasertekniken är oumbärlig i många aspekter från tillverkning av litiumbatterier till tillverkning av fordonskaross och delar. Den kontinuerliga och snabba tillväxten av den inkrementella marknaden ger enorma affärsmöjligheter som talar för sig själva. Med de attraktiva affärsmöjligheterna är det inte förvånande att tillverkare strömmar till marknaden för nya energifordon.
Tillämpningen av laser vid tillverkning av kraftbatterier
Strömbatteri är strömkällan för elfordon, som för närvarande domineras av litiumbatterier. Kinas kraftbatteriindustri fortsätter att leda världen, 70 procent av kraftbatterierna tillverkas i Kina.
Produktionsprocessen för litiumbatterier kan huvudsakligen delas in i tre delar: poltillverkning, celltillverkning och batteripaketmontering. I tillverkningsprocessen av litiumbatterier och batteripaket krävs ett stort antal laserskärnings-, svetsnings- och borttagnings-/rengöringsprocesser.
(1) Laserskärning
Laserskärningsteknik kan appliceras på förprocesserna såsom skärning och formning av klackar, polskärning och membranslitsning i tillverkningsprocessen för litiumbatterier.
Till exempel kräver klackskärning smidig och gradfri, inga rullade kanter och ingen risk för att skada batteriseparatorn; Dessutom, när den specifika energin hos litiumbatterier blir högre och högre, blir motståndet inuti batteriet mindre och mindre, och litiumbatteriklackarna utvecklas från enkla fläckar till flerklackar och från flerklackar till fulla fläckar. De krävande processkraven gör att ultrasnabba lasrar sticker ut. De kan skära flera material och olika tjocklekar på stolparna, och kallbearbetningen ger högkvalitativa skärresultat.
För dessa metallfoliesnitt kan infraröda pulsade lasrar användas, eller gröna och ultravioletta produkter kan användas om skärningar av högre kvalitet krävs. Ur pulsbreddsperspektiv är de nuvarande industritillämpningarna huvudsakligen nanosekunds- och pikosekundlasrar, av vilka pikosekundprodukter gradvis upptar huvudströmmen; medan femtosekundlasrar också används, men när det gäller stabilitet för att anpassa sig till den kontinuerliga driften av industriella produktionslinjer krävs ytterligare ansträngningar.
Membranet i litiumbatterier, främst polyeten (PE), polypropen (PP) med utmärkta mekaniska egenskaper, kemisk stabilitet och relativt billigt polyolefinmembran. Skärning av denna typ av material är UV-laser mest lämplig.
Med allt kortare våglängder och kortare pulsbredder av grönt ljus, ultraviolett ljuskälla i kraft, stabilitet och andra aspekter av prestanda fortsätter att förbättras, lasern kommer att uppnå mer effektiv och högre kvalitet skärning av dessa filmprodukter i litiumbatterier.
(2) Lasersvetsning
Svetsning är den viktigaste processen som används vid tillverkning av litiumbatterier och batteripaket.
I tillverkningsprocessen av celler, moduler och förpackningar av Li-ion-batterier finns det mer än 20 processer som kräver svetsning för att uppnå ledande anslutningar eller tätningsfunktioner. De allra flesta av dem kräver lasersvetsning för att uppnå.
I fyrkantiga batterier krävs lasersvetsning för skalet, tätningsspikar, lockmontering och tätning; i cylindriska batterier och moduler krävs lasersvetsning för polklackar, kåpor och samlingsskenor.
Denna typ av svetsning, materialet för den tunnare aluminium- och kopparbaserade, för denna typ av hög antimaterialsvetsning, användningen av infraröd ljussvetsning som är benägen att stänka och många andra defekter, jämfört med absorptionseffektiviteten för grönt och blått ljus är högre, svetskvaliteten är också bättre.
Koppars höga absorptionshastighet i blåljusbandet gör det mer att föredra att använda blåljuslasrar för svetsning. Den blå lasern med ökande effekt och strålkvalitet kommer att vara ett kraftfullt verktyg för svetsapplikationer med litiumbatterier.
På senare tid har många tillverkare hemma och utomlands fördjupat området för blåljuslaser, och det finns redan en mängd olika krafter tillgängliga som 100W, 800W, 1kW och 4kW.
Svetsprocessen är relativt komplex, för att bättre övervaka svetskvaliteten, det finns också många tillverkare som har utvecklat ett realtidsövervakningsprogram för lasersvetsning, enligt feedbackinformationen som erhålls om svetssömmens kvalitet, svetsparametrar kan justeras till bästa tillstånd i tid.
(3) Laserborttagning/rengöring
Rengöring av laserpoler
I tillverkningsprocessen av litiumbatterier måste beläggningen i området för poltappen som ska svetsas rengöras innan poltappen svetsas. Beläggningarna som ska avlägsnas är grafit och litiummetalloxid för att exponera koppar- eller aluminiumfolieflikarna.
Nyckeln till detta steg är att ta bort endast beläggningsmaterialet utan att skada metallfolien under den. Jämfört med mekanisk skrapning och andra borttagningsmetoder orsakar laserrengörings- och borttagningslösningen minimal skada på kopparfolien och har fördelen av att vara effektiv, effektiv och grön, vilket gör den till branschens föredragna ideallösning för att ta bort beläggningen. För detta steg i processen används oftast pulsade infraröda lasrar.
Dessutom används halvledarlasrar också direkt i elektrodtorkningsprocessen för litiumbatterier.
Laserapplikationer inom fordons- och komponenttillverkning
Användningen av laserteknik i fordons- och komponenttillverkning kan sägas vara nästan allestädes närvarande och har använts i decennier, och är relativt sett ingen ny applikation. Den stora efterfrågan på marknaden och den obevekliga strävan efter högre tillverkningskvalitet fortsätter dock att få denna marknad att utforska framåt.
Det finns många platser där lasersvetsning används vid tillverkning av kompletta fordon och komponenter, inklusive: transmissionsväxlar, oljefilter, hydrauliska ventillyftar, krockkuddetändare, bränsleinsprutare, ABS-batteriventiler, säten, lampor, sensorer och andra komponenter; och karossdelar som tak, dörrar, motortoppar och bakluckor, som alla är verksamma inom lasersvetsning.
Lasersvetsning av kroppen, styrkan kan ökas med mer än 30 procent, bilens säkerhet är högre; användningen av lasersvetsning av bildelar, kan minska volymen för att möta miniatyriseringen av komponenter, utvecklingstrenden av lätta fordon.
Ta den nuvarande mer vanliga platta tråddrivmotorn som ett exempel, den involverade laserprocessen inkluderar motorsvetsning av kiselstål, hårnålsavmålning och svetsning av platta trådar, såväl som motorbusssvetsning.
Blått ljus är det föredragna verktyget för att svetsa koppar, och högeffekts blå lasrar på 1kW och 4kW finns redan tillgängliga; andra tillverkare har föreslagit användning av blå lasrar med infraröda lasrar för att svetsa koppar av olika tjocklek för att uppnå bättre svetskvalitet och förbättra effektiviteten.
Förutom svetsapplikationer kan laserteknik även användas för skärning av höghållfast stål för karosseri, skärning av krockkuddematerial, skärning av bilinteriörmaterial, spårbarhetsmärkning av motorer, däck och andra delar, avmålning av platt koppartråd och många andra aspekter. Det är underförstått att i Europa och USA och andra utvecklade industriländer är 60 procent till 80 procent av bildelarna kompletta med laserbearbetning. Med den fortsatta utvecklingen av Kinas nya energifordonsmarknad kommer lasertekniken att inleda en enorm potentiell applikationsmarknad; tillsammans med utvecklingen av applikationer tror jag att själva lasertekniken och applikationseffekterna kommer att fortsätta att utvecklas framåt.
