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電池制造業(yè)日益成為21世紀(jì)制造業(yè)中最大的新挑戰(zhàn)。雖然全球電池年生產(chǎn)量已達(dá)數(shù)百億件，但傳統(tǒng)的電池制造技術(shù)在電池效果和成本預(yù)算方面，已不能滿(mǎn)足飛速增長(zhǎng)的電池應(yīng)用范圍。我們大多數(shù)人已經(jīng)非常清楚，電池應(yīng)用在混合動(dòng)力汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)以及全電動(dòng)汽車(chē)中。除了在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用之外，成本經(jīng)濟(jì)、具有高性能的電池在電力和替代能源業(yè)應(yīng)用方面也非常有吸引力。如今，“高性能和經(jīng)濟(jì)性”應(yīng)該被用來(lái)清晰地描述和認(rèn)可電池在幫助我們解決能源挑戰(zhàn)中所扮演的英雄角色。因?yàn)楝F(xiàn)在市場(chǎng)上對(duì)電池應(yīng)用的能量?jī)?chǔ)存和電池壽命的要求更高，對(duì)電池的重量和成本要求更低，制造過(guò)程中的挑戰(zhàn)仍在解決中。
在上述行業(yè)應(yīng)用的眾多電池技術(shù)中，以滿(mǎn)足各種應(yīng)用領(lǐng)域的多種需求。而且對(duì)于給定的電池品種，也會(huì)有很多不同的產(chǎn)品外形變化，從而可能導(dǎo)致不同的制造方法。新型電池多是圓柱或平面設(shè)計(jì)。電池單元被堆疊，包裝起來(lái)，或者陣列起來(lái)，使獨(dú)立的單元被合并為串聯(lián)和并聯(lián)的電路。單元和單元之間的連接可能涉及到相似的或不同的金屬材料，有兩個(gè)或兩個(gè)以上不同的分層。盡管設(shè)計(jì)存在多樣性，但在所有這些電池設(shè)計(jì)概念中，都有一個(gè)共同點(diǎn)不斷出現(xiàn)。這項(xiàng)共同的挑戰(zhàn)就是需要將越來(lái)越薄的各種金屬材料以更快的速度連接起來(lái)，而這正是激光焊接技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。接下來(lái)賽斐爾激光為大家介紹電池制造業(yè)如何引用激光焊接機(jī)。
有一種公認(rèn)的、被頻繁運(yùn)用的激光焊接解決方案是基于振鏡式激光焊接機(jī)。這種“遠(yuǎn)程焊接”技術(shù)在廣闊的激光焊接世界中并非特別新穎，但在掃描頭和激光性能上的改進(jìn)，正讓它越來(lái)越受到廣泛關(guān)注。功率日益增加的高功率光纖激光器發(fā)射出幾乎完美的光束，現(xiàn)在可以在焊接加工的極限速度內(nèi)被完全充分利用，而且限制了其它焊接運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的加速問(wèn)題并未對(duì)其產(chǎn)生影響。該光束質(zhì)量還保證了更大的視覺(jué)范圍、更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間和更多地入射角，能在許多電池焊接配置中用來(lái)同時(shí)完成多個(gè)焊點(diǎn)的焊接。
振鏡式激光焊接機(jī)適用于許多電池配件的制造
其它有關(guān)高速振鏡掃描激光焊接的進(jìn)步還包括新興的“飛行光路”焊接技術(shù)。在這個(gè)案例中，需要達(dá)到的廣闊的覆蓋區(qū)域、高焊接速度和非常高的加速度等都能通過(guò)精準(zhǔn)的同步掃描軸（A, B）和互相垂直的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方向（X, Y）來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種高性能的激光焊接技術(shù)目前正用于電池焊接以及燃料電池焊接工藝發(fā)展帶來(lái)的挑戰(zhàn)中。
最后一個(gè)電池激光焊接難題是加工的穩(wěn)定性和質(zhì)量保證方面。基于激光焊接的高速度和靈活性，制造過(guò)程的成功還要依賴(lài)于整個(gè)系統(tǒng)中其它機(jī)械配件的性能，來(lái)快速實(shí)現(xiàn)良好的焊縫。這是一個(gè)非常艱巨的任務(wù)，特別是考慮到焊接的小尺寸和高速度，以及在電池生產(chǎn)所需完成的焊縫數(shù)量巨大。同時(shí)，考慮到在最終電池封裝中要求的焊接數(shù)量，6西格瑪?shù)燃?jí)的焊接質(zhì)量還是不夠的，需要達(dá)到更高的質(zhì)量水平。對(duì)于這些主要挑戰(zhàn)（工藝路線(xiàn)和焊接質(zhì)量保證）的解決，大多是通過(guò)高速圖像采集和分析來(lái)獲得。其中的一些方法已經(jīng)在一些更低速度的激光焊接應(yīng)用中嘗試了，但是需要進(jìn)一步提高速度和精確性，這也是在電池制造業(yè)中充分發(fā)揮激光焊接潛力的保證。
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