You have selected Türkiye. Based on your configuration, United States might be more appropriate. Do you want to keep or change the selection?

Pil hücreleri ve modüller | TRUMPF
TRUMPF Applikation Busbarschweißen Batteriezelle

Güçlük: Elektrikli mobilite alanında kullanılan lityum iyon bataryaların ekonomik ve süreç güvenliği sağlanarak üretimi

Bugün elektrikli otomobillerin yapımında neredeyse yalnızca elektrolit bazlı lityum iyon bataryalar kullanılıyor. Katı hal pilleri ya da diğer kimyasal bileşenler gibi alternatif bileşimler henüz gerekli endüstriyel olgunluğa ulaşmış değil.

Lityum iyon batarya üretimi, çok yüksek malzeme ve enerji maliyetlerine yol açan, çok karmaşık ve hassas bir süreç. Bu nedenle üretim sürecinin, yüksek parti büyüklükleriyle ve mümkün olan en düşük iskarta oluşumuyla etkin bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekiyor. Batarya endüstrisinin birincil amacı, yüksek bir gravimetrik enerji yoğunluğu (Wh / kg) sağlayabilmek ve dolayısıyla da doğrudan elektrikli otomobillerin menziline yansıyacak yüksek bir milaj (menzil) elde etmek. Ayrıca, güvenlik, performans ve hizmet ömrü açısından otomotiv endüstrisinin yüksek gereksinimlerini karşılayacak pil hücrelerinin geliştirilmesi ve üretilmesi isteniyor. Araç olarak lazer, süreç güvenilirliği, hassasiyet ve performans açısından eşsiz avantajlar sunuyor.

Danışmanlık talep edin

Farklı hücre türleri, aynı uygulamalar

Elektrikli mobilite alanında üç çeşit/formatta lityum iyon batarya kullanılıyor. Farklı çeşitlerin işleme ilkesi temelde aynı. Temel farklılıklar, yapıda, gereksinimlerde ve kullanılan malzemelerde yatıyor.

Pil hücresi üretiminde lazer nerede kullanılıyor?

Prizmatik hücre örneği üzerinden proses zinciri dahilindeki anahtar uygulamalardan bazıları

Bara kaynaklama

Tek hücrelerin birleştirilerek modül ya da paketlerin oluşturulması, bara kaynaklama ile gerçekleştirilir. Bara, akım taşıyan bir çubuğu tanımlar. Prizmatik hücreler/hücre modülleri, aynı tür malzemelerle (Al/Al ya da Cu/Cu) bağlanabildiği gibi karma bağlantılarla da (örneğin Al/Cu) bağlanabilir. Bu bağlamda, araç içinde titreşim ve ısıya maruz kaldıklarından bağlantıların mekanik olarak güçlü olması önemli. Aynı zamanda, mümkün olan en düşük dirence sahip bir elektrik bağlantısının da kalıcı olarak sağlanması gerekir. Ayrıca kaynak süreci boyunca mümkün olduğunca az sıçrama meydana gelmelidir. Aynı şekilde yeniden üretilebilirlik, minimal bir ısı girişi ve tanımlanmış kaynak derinliği de önemli bir role sahiptir.

Pil folyolarının kesimi

Pil folyolarının kesiminde iki uygulama alanı söz konusudur. Bunlardan biri "slitting" işlemi; ana sargının (bir ya da iki tarafı da kaplanmış elektrot folyosu) sürekli olarak uzunlamasına kesilmesi ya da ayrılması. Sargı, birden fazla alt sargılara (parçalara) kesilir. Lazer sabit bir konumda durur; folyo, lazer ışını boyunca sürekli olarak ilerler, bir rulodan diğerine.

İkinci uygulama alanı da, kaplanmış elektrot folyosunun kontur kesimidir. Burada rulodan, ihtiyaç duyulan şekil ve sayıda elektrot (anot/katot) kesilir. Bir tarayıcı optiği ve tarama alanının büyütülmesi için hareketli eksenler ya da başka lazerlerle kombine bir şekilde lazer, elektrot folyosunu istenen şekilde keser. Kontur kesiminde hız, 1m/s'nin üzerindedir. Folyo kalınlığı (folyo ve aktif malzemeli iki taraflı kaplama) 100 ila 250 µm arasındadır. Her iki uygulamada da TRUMPF lazerleri, kesme hızı, ısı etkisi altında kalan bölge, çapak oluşumu ve partikül ya da sıçrama oluşumu açısından pil/batarya üreticilerinin yüksek gereksinimlerini karşılar.

Pil folyolarının kaynaklanması

Elektrot folyoları, anot ve katot olarak aktif malzeme için taşıyıcı folyo görevi gören çok ince bakır ve alüminyum folyolardır (6-14 µm kalınlığında). Folyolar, bir anot ve bir katot oluşturmak için ilgili kontak yüzeylerinde (30-60 katman)  bir yığın veya bir rulo olarak birbirine kaynaklanır. Lazerlerimizle iş parçasına tek taraflı bir erişim sağlanmış olur. 60'tan fazla folyonun söz konusu olduğu yığınlar güvenilir bir şekilde ve minimum sıçramayla kaynaklanabilir.

Can-Cap kaynaklama

TRUMPF lazerleri, genelde derin çekilmiş batarya gövdesinden oluşan (0,6 - 0,8mm cidar kalınlığına sahip) elektrot paketiyle donatılmış, prizmatik batarya gövdelerini (Can), gövde kapağıyla (Cap) 1,0 - 1,8mm sızdırmaz bir şekilde kaynaklayarak kapatır – gözeneksiz, çatlaksız ya da istenmeyen dikiş kabartıları oluşmaksızın. 10-12 m/dak. kaynak hızlarına sahip eksen kılavuzlu sabit optiklerle kaynak süreci, son teknoloji ürünü niteliğindedir. TRUMPF BrightLineWeld teknolojisi, kaynaklamanın az sıçramalı ve maksimum proses kararlılığıyla gerçekleştirilebilmesini sağlar. Bir PFO tarayıcı optiği ve sensör sistemiyle birlikte 25 m/dk'nın üzerine çıkan kaynak hızlarına sahip oldukça dinamik bir çözüm de mümkündür.

Modül gövdesi

Batarya modülleri, bir modül gövdesinde bir güç ünitesi oluşturmak üzere birbirine bağlanmış birden çok pil hücresinden oluşur. Kullanılan hücre formatına göre modül gövdesi biraz farklı bir fonksiyona sahip olabilir. Burada genelde alüminyum alaşımları ve kısmen de orta ila yüksek çekme mukavemetine sahip paslanmaz çelikler kullanılır. Yüksek güçlü kızıl ötesi lazerlerimiz, bunları çatlak oluşumu ve deformasyona izin vermeden yüksek bir dayanımla kaynaklar.

Lazerle temizleme ve yapılandırma

Pil hücreleri/modüllerinde, lazerle temizlik ve yapılandırma için sayısız uygulama söz konusudur. Bu, aktif malzemenin kısmen söküldüğü ya da yapılandırıldığı elektrot seviyesinde başlar ve daha iyi bir tutuş için yüzeylerin pürüzlendirildiği ya da yalıtım verniği, asit lekeleri ve oksit tabakasının çıkarıldığı pillerin hücre ya da modül gövdesiyle biter. Bu bağlamda, kısa ve ultra kısa palslı lazerlerimizin güç portföyünün tamamı kullanılabilir.

Komponentlerin lazerle markalanması

TRUMPF markalama lazerleri, hassas pil hücrelerini ve gövdelerini yüksek bir kesinlikle ve tamamen temassız bir şekilde işaretler. Örneğin, Black Marking yöntemiyle tüm komponentler, çok yüksek bir kontrastla ve iyi okunabilirlikle, maksimum bir korozyona dayanıklılığa sahip olarak işaretlenebilir. Bu tür bir uzun ömür, komponentlerin yasal olarak zorunlu kılınan izlenebilirliği ve dokümantasyonu için de bir ön koşuldur.

Pil hücresindeki diğer kaynak uygulamaları
  • Soft connector kaynaklama
  • Seal pin kaynaklama
  • Burst plate kaynaklama
  • Terminal kaynaklama
  • Pouch hücrelerinde tab kaynaklama
  • CanCap'lerde Pre-Welding (yapıştırma)
  • Yükleme durumu sensörlerinin kaynaklanması
  • Cu-Al bağlantılarının kaynaklanması

Ortağınız TRUMPF

Cu-malzemelerinin kaynaklanması için yeşil dalga boylu lazerler; alüminyum ve bakır kaynak uygulamalarında sıçrama ve gözenek oluşumsuz ışın şekillendirme (BrightLine Weld); kalite kontrol ve proses izleme için özel sensör sistemleri – pil hücresi üretimi için TRUMPF sayısız, yenilikçi üretim çözümleri sunuyor. Bu çerçevede, lazer ışın kaynakları, optikler, sensor sistemleri ve uygulama yöntem bilgisi açısından geniş bir seçim yelpazesinin söz konusu olduğu teknoloji paketlerimizden faydalanabilirsiniz.

Pil/batarya üretimi için ürün portföyü

TRUMPF BrighLine Weld teknolojisi, bara, softconnector'ler, can-cap'ler ya da modül gövdelerinin yüksek güçlü kızıl ötesi lazerlerle az sıçramalı bir şekilde kaynaklanmasının anahtarı. Ayrıca yeşil dalga boyuna sahip TruDisk lazerlerimiz bakır gibi yüksek yansımalı malzemeler için mükemmel uygunlukta – cw ya da palslı olarak 2kW'ye, orta güç olarak da 400 W'ye kadar. Tanımlanmış ve sabit kaynak derinlikleri gerçekleştirilebiliyor ve tekrarlanabilir prosesler mümkün kılınıyor. Termik kaynakta ayrıca iş parçasına minimal bir ısı girişinin avantajlarına da sahipsiniz. Sensör sistemlerimiz (VisionLine, OCT ve kaynak derinliği denetim sistemi), otomatik ve yüksek verimli üretim için özel olarak geliştirilmiştir. Eksiksiz bir dokümantasyonun ve izlenebilirliğin daima sağlanacağı konusunda içiniz rahat olabilir.

Müşterilerimiz için verimli ve yüksek performanslı sistemler

Lazer başına birden çok lazer çıkışının söz konusu olduğu TruDisk lazer tasarımımız, Timesharing ve yedekli işletimde lazer kapasitesinin optimal bir şekilde kullanılmasını sağlıyor. Ayrıca, lazer gücü regülasyonu sayesinde iş parçası üzerindeki lazer gücünün daima sabit kalmasının avantajlarından da faydalanabilirsiniz.

İnovasyon garantisi olarak TRUMPF

Biz kendimizi, size yeni üretim olanaklarının yolunu açan uygulama danışmanınız olarak görüyoruz. Bu çerçevede, derinlemesine alan bilgimizi ve lazer alanında öncü bir firma olarak uzun yıllar boyunca edinmiş olduğumuz deneyimleri hizmetinize sunuyoruz.

Küresel düzeyde konumlanma, yerel düzeyde hareket becerisi

Uzmanlarımızın sunduğu danışmanlık hizmetlerinden ve küresel hizmet ağımızdan yararlanın. İster servise isterse de uygulama geliştirmeye ihtiyaç duyun fark etmez – siz neredeyseniz biz de oradayız. Böylelikle örneğin Condition Monitoring Service çerçevesinde TRUMPF uzmanları ve algoritmaları, lazerinizi öngörücü bakım için izler, özellikle de hassas ve büyük üretim hatlarında.

Ditzingen'deki TRUMPF Lazer Uygulama Merkezi

TRUMPF laser application centre Ditzingen

Sayısız durum, verimli bir ziyaret

4.000 m²'yi aşan alanıyla, Ditzingen'deki TRUMPF Lazer Uygulama Merkezi, dünyanın en büyük lazer uygulama merkezlerinden biri. Uygulama uzmanlarımızla alan uzmanlarımız, yüksek bir çeşitliliğe sahip kapsamlı lazerle işleme sistemleri portföyümüzü kullanarak, uygulama geliştirme ve optimizasyonu aşamalarında, somut komponentiniz üzerinden yola çıkarak size destek sunuyor.

İlginizi çekebilecek diğer konular

İletişim
Servis ve iletişim