Хөнгөн цагаан бүрхүүлтэй батерейны лазер гагнуурын технологийн дэлгэрэнгүй тайлбар

Дөрвөлжин хөнгөн цагаан бүрхүүлтэй литийн батерей нь энгийн бүтэц, сайн цохилтод тэсвэртэй, өндөр энергийн нягтрал, том эсийн багтаамж зэрэг олон давуу талтай. Эдгээр нь дотоодын литийн батерей үйлдвэрлэл, хөгжлийн гол чиглэл байсаар ирсэн бөгөөд зах зээлийн 40 гаруй хувийг эзэлдэг.

Дөрвөлжин хөнгөн цагаан бүрхүүлтэй литийн батерейны бүтэц нь зурагт үзүүлсэн шиг бөгөөд энэ нь батерейны цөм (эерэг ба сөрөг электродын хуудас, тусгаарлагч), электролит, бүрхүүл, дээд бүрхүүл болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэнэ.

Дөрвөлжин хөнгөн цагаан бүрхүүлтэй литийн батерейны бүтэц

Дөрвөлжин хөнгөн цагаан бүрхүүлтэй литийн батерей үйлдвэрлэх, угсрах явцад олон тоонылазер гагнуурзайны элемент болон бүрхүүлийн хавтангийн зөөлөн холболтыг гагнах, бүрхүүлийн хавтанг битүүмжлэх гагнуур, битүүмжлэх хадаасны гагнуур гэх мэт үйл явц шаардлагатай. Лазер гагнуур нь призмийн цахилгаан батерейны гол гагнуурын арга юм. Өндөр энергийн нягтрал, сайн цахилгаан тогтвортой байдал, өндөр гагнуурын нарийвчлал, хялбар системчилсэн интеграци болон бусад олон давуу талуудтай туллазер гагнуурпризматик хөнгөн цагаан бүрхүүлтэй литийн батерей үйлдвэрлэх процесст орлуулшгүй юм. үүрэг.

Maven 4 тэнхлэгтэй автомат гальванометрийн платформшилэн лазер гагнуурын машин

Дээд бүрхүүлийн битүүмжлэлийн гагнуурын оёдол нь дөрвөлжин хөнгөн цагаан бүрхүүлтэй батерейны хамгийн урт гагнуурын оёдол бөгөөд гагнахад хамгийн удаан хугацаа шаардагддаг гагнуурын оёдол юм. Сүүлийн жилүүдэд литийн батерей үйлдвэрлэх салбар хурдацтай хөгжиж, дээд бүрхүүлийн битүүмжлэлийн лазер гагнуурын процессын технологи болон түүний тоног төхөөрөмжийн технологи ч хурдацтай хөгжиж байна. Тоног төхөөрөмжийн гагнуурын хурд болон гүйцэтгэлийн ялгаатай байдлаас шалтгаалан бид дээд бүрхүүлийн лазер гагнуурын тоног төхөөрөмж, процессыг гурван эрин үед хуваадаг. Эдгээр нь гагнуурын хурд <100мм/с бүхий 1.0 эрин (2015-2017), 100-200мм/с бүхий 2.0 эрин (2017-2018), 200-300мм/с бүхий 3.0 эрин (2019-) юм. Дараах нь цаг үеийн дагуу технологийн хөгжлийг танилцуулах болно.

1. Дээд бүрхүүлтэй лазер гагнуурын технологийн 1.0 эрин үе

Гагнуурын хурд<100мм/с

2015-2017 онуудад дотоодын шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслүүд бодлогын нөлөөгөөр дэлбэрч эхэлсэн бөгөөд цахилгаан батерейны үйлдвэрлэл өргөжиж эхэлсэн. Гэсэн хэдий ч дотоодын аж ахуйн нэгжүүдийн технологийн хуримтлал болон авьяас чадварын нөөц харьцангуй бага хэвээр байна. Холбогдох батерей үйлдвэрлэх үйл явц, тоног төхөөрөмжийн технологиуд ч мөн эхэн үедээ байгаа бөгөөд тоног төхөөрөмжийн автоматжуулалтын түвшин харьцангуй бага байгаа тул тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид цахилгаан батерей үйлдвэрлэхэд анхаарлаа хандуулж, судалгаа, хөгжүүлэлтийн хөрөнгө оруулалтыг нэмэгдүүлж эхэлжээ. Энэ үе шатанд салбарын дөрвөлжин батерейны лазер битүүмжлэх тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлийн үр ашгийн шаардлага нь ихэвчлэн 6-10PPM байдаг. Тоног төхөөрөмжийн шийдэл нь ихэвчлэн 1кВт шилэн лазер ашиглан ердийн ...лазер гагнуурын толгой(зураг дээр үзүүлсэн шиг), гагнуурын толгойг серво платформ мотор эсвэл шугаман мотороор хөдөлгөдөг. Хөдөлгөөн ба гагнуур, гагнуурын хурд 50-100мм/с.

Батерейны голын дээд тагийг гагнахын тулд 1 кВт лазер ашиглаж байна

Дотор ньлазер гагнуурГагнуурын хурд харьцангуй бага, гагнуурын дулааны мөчлөгийн хугацаа харьцангуй урт тул хайлсан цөөрөм нь урсах, хатуурах хангалттай хугацаатай байдаг бөгөөд хамгаалалтын хий нь хайлсан цөөрөмийг илүү сайн бүрхэж, гөлгөр, бүрэн гадаргууг олж авахад хялбар болгодог бөгөөд доор үзүүлсэн шиг сайн нягтралтай гагнуур хийдэг.

Дээд бүрхүүлийг бага хурдтай гагнах зориулалттай гагнуурын оёдол үүсгэх

Тоног төхөөрөмжийн хувьд үйлдвэрлэлийн үр ашиг өндөр биш боловч тоног төхөөрөмжийн бүтэц харьцангуй энгийн, тогтвортой байдал сайн, тоног төхөөрөмжийн өртөг бага байгаа нь энэ үе шатанд салбарын хөгжлийн хэрэгцээг бүрэн хангаж, дараагийн технологийн хөгжлийн үндэс суурийг тавьж байна.

Хэдийгээр дээд бүрхүүлийн битүүмжлэлийн гагнуурын 1.0 эрин үе нь энгийн тоног төхөөрөмжийн шийдэл, хямд өртөг, сайн тогтвортой байдал зэрэг давуу талуудтай. Гэхдээ түүний төрөлхийн хязгаарлалтууд нь бас маш тодорхой юм. Тоног төхөөрөмжийн хувьд моторын жолооны хүчин чадал нь хурдыг цаашид нэмэгдүүлэх шаардлагыг хангаж чадахгүй; технологийн хувьд гагнуурын хурд болон лазерын гаралтыг нэмэгдүүлэх нь гагнуурын процесст тогтворгүй байдал, гарцыг бууруулдаг: хурд нэмэгдэх нь гагнуурын дулааны мөчлөгийн хугацааг богиносгож, металл хайлах үйл явц илүү эрчимтэй, цацалт нэмэгдэж, хольцод дасан зохицох чадвар муудаж, цацалтын нүх үүсэх магадлал өндөр байдаг. Үүний зэрэгцээ хайлсан цөөрмийн хатуурах хугацаа богиносдог бөгөөд энэ нь гагнуурын гадаргуу барзгар болж, тууштай байдал буурдаг. Лазерын толбо бага байх үед дулааны оролт тийм ч их биш бөгөөд цацалтыг багасгаж болох боловч гагнуурын гүн-өргөний харьцаа их бөгөөд гагнуурын өргөн хангалтгүй байдаг; лазерын толбо том байх үед гагнуурын өргөнийг нэмэгдүүлэхийн тулд илүү их лазерын хүч оруулах шаардлагатай болдог. Том хэмжээтэй боловч үүний зэрэгцээ гагнуурын цацалт нэмэгдэж, гагнуурын гадаргуугийн чанар муудахад хүргэнэ. Энэ үе шатанд техникийн түвшинд цаашид хурдасгах нь гарцыг үр ашгаар солих шаардлагатай гэсэн үг бөгөөд тоног төхөөрөмж, технологийн шинэчлэлтийн шаардлага нь салбарын эрэлт хэрэгцээ болж байна.

2. Топ хавтасны 2.0 эрин үелазер гагнууртехнологи

Гагнуурын хурд 200мм/с

2016 онд Хятадын автомашины цахилгаан батерейны суурилагдсан хүчин чадал ойролцоогоор 30.8ГВт.ц байсан бол 2017 онд ойролцоогоор 36ГВт.ц байсан бол 2018 онд дахин огцом өсөлт гарч, суурилагдсан хүчин чадал 57ГВт.ц хүрч, өмнөх оны мөн үеэс 57%-иар өссөн байна. Шинэ эрчим хүчний зорчигч тээврийн хэрэгсэл мөн бараг нэг сая ширхэг үйлдвэрлэсэн нь өмнөх оны мөн үеэс 80.7%-иар өссөн үзүүлэлт юм. Суурилагдсан хүчин чадлын огцом өсөлтийн цаана литийн батерей үйлдвэрлэх хүчин чадал нэмэгдэж байгаа нь оршино. Шинэ эрчим хүчний зорчигч тээврийн хэрэгслийн батерей нь суурилагдсан хүчин чадлын 50%-иас дээш хувийг эзэлж байгаа нь салбарын батерейны гүйцэтгэл, чанарт тавигдах шаардлага улам чангарч, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн технологи, процессын технологийн сайжруулалт нь шинэ эрин үед орж ирлээ: нэг шугамын үйлдвэрлэлийн хүчин чадлын шаардлагыг хангахын тулд дээд бүрхүүлтэй лазер гагнуурын төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлийн хүчин чадлыг 15-20PPM хүртэл нэмэгдүүлэх шаардлагатай бөгөөд түүнийлазер гагнуурхурд нь 150-200мм/с хүрэх шаардлагатай. Тиймээс хөтлөгч моторын хувьд янз бүрийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид шугаман моторын платформыг сайжруулсан тул хөдөлгөөний механизм нь тэгш өнцөгт траекторийн 200мм/с жигд хурдтай гагнуурын хөдөлгөөний гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангасан; Гэсэн хэдий ч өндөр хурдны гагнуурын үед гагнуурын чанарыг хэрхэн хангах вэ гэдэг нь цаашдын үйл явцын нээлтийг шаарддаг бөгөөд салбарын компаниуд олон судалгаа, судалгаа хийсэн: 1.0 эрин үетэй харьцуулахад 2.0 эрин үед өндөр хурдны гагнуурын тулгарч буй асуудал бол: ердийн шилэн лазер ашиглан ердийн гагнуурын толгойгоор дамжуулан нэг цэгийн гэрлийн эх үүсвэрийг гаргахад сонголт нь 200мм/с шаардлагыг хангахад хэцүү байдаг.

Анхны техникийн шийдэлд гагнуурын хэлбэржүүлэх эффектийг зөвхөн сонголтуудыг тохируулах, толбоны хэмжээг тохируулах, лазерын хүч зэрэг үндсэн параметрүүдийг тохируулах замаар хянаж болно: жижиг толботой тохиргоог ашиглах үед гагнуурын цөөрмийн түлхүүрийн нүх жижиг, цөөрмийн хэлбэр тогтворгүй болж, гагнуур тогтворгүй болно. Оёдлын хайлалтын өргөн нь харьцангуй бага; илүү том гэрлийн толботой тохиргоог ашиглах үед түлхүүрийн нүх нэмэгдэх боловч гагнуурын хүч мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, цацарсан болон тэсэлгээний нүхний хурд мэдэгдэхүйц нэмэгдэх болно.

Онолын хувьд, хэрэв та өндөр хурдны гагнуурын хэлбэржүүлэх нөлөөг хангахыг хүсвэллазер гагнуурДээд бүрхүүлийн хувьд та дараах шаардлагыг хангасан байх ёстой.

1 Гагнуурын давхарга хангалттай өргөнтэй бөгөөд гагнуурын давхаргын гүн-өргөний харьцаа тохиромжтой тул гэрлийн эх үүсвэрийн дулааны үйлчлэлийн хүрээ хангалттай том, гагнуурын шугамын энерги боломжийн хязгаарт байх шаардлагатай;

2 Гагнуур нь гөлгөр бөгөөд энэ нь гагнуурын явцад хайлсан цөөрөм хангалттай шингэнтэй байх, хамгаалалтын хийн хамгаалалтын дор гөлгөр металл гагнуур болж хатуурахын тулд гагнуурын дулааны мөчлөгийн хугацаа хангалттай урт байхыг шаарддаг;

③ Гагнуурын оёдол нь сайн нягтралтай, цөөн тооны нүх сүвтэй байдаг. Энэ нь гагнуурын процессын явцад лазер нь ажлын хэсэгт тогтвортой үйлчилж, өндөр энергийн цацрагийн плазм тасралтгүй үүсч, хайлсан цөөрмийн дотор талд үйлчилдэг байхыг шаарддаг. Хайлсан цөөрөм нь плазмын урвалын хүчний нөлөөгөөр "түлхүүр" үүсгэдэг. "Нүх", түлхүүрийн нүх нь хангалттай том бөгөөд хангалттай тогтвортой тул үүссэн металл уур болон плазмыг гаргаж авахад хялбар биш бөгөөд металл дусал үүсгэж, цацагдахад хүргэдэг бөгөөд түлхүүрийн нүхний эргэн тойрон дахь хайлсан цөөрөм нурж, хий ороход хялбар биш юм. Гагнуурын процессын үед гадны биетүүд шатаж, хийнүүд дэлбэрч ялгарсан ч гэсэн том түлхүүрийн нүх нь дэлбэрэх хий ялгарахад илүү тохиромжтой бөгөөд металлын цацрал болон үүссэн нүхийг бууруулдаг.

Дээрх зүйлсийн хариуд тус салбарын батерей үйлдвэрлэгч компаниуд болон тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгч компаниуд янз бүрийн оролдлого, туршлагыг хэрэгжүүлсэн: Лити батерей үйлдвэрлэлийг Японд хэдэн арван жилийн турш хөгжүүлж ирсэн бөгөөд холбогдох үйлдвэрлэлийн технологиуд тэргүүлэх байр суурийг эзэлж байна.

2004 онд шилэн лазерын технологи худалдаанд өргөн хэрэгжээгүй байх үед Panasonic нь холимог гаралтын хувьд LD хагас дамжуулагч лазер болон импульсийн чийдэнгээр шахдаг YAG лазеруудыг ашигласан (схемийг доорх зурагт үзүүлэв).

Олон лазерын эрлийз гагнуурын технологи ба гагнуурын толгойн бүтцийн схемийн диаграмм

Импульсийн үүсгэсэн өндөр чадлын нягтралтай гэрлийн цэгYAG лазерАжлын хэсэгт жижиг толбо ашиглан гагнуурын нүх гаргаж, хангалттай гагнуурын нэвчилтийг бий болгодог. Үүний зэрэгцээ LD хагас дамжуулагч лазерыг ажлын хэсгийг урьдчилан халаах, гагнах CW тасралтгүй лазераар хангахад ашигладаг. Гагнуурын процессын явцад хайлсан цөөрөм нь илүү их энерги өгч, том гагнуурын нүх гаргаж, гагнуурын давхаргын өргөнийг нэмэгдүүлж, гагнуурын нүхний хаалтын хугацааг уртасгаж, хайлсан цөөрөм дэх хийг гадагшлуулахад тусалж, гагнуурын давхаргын нүх сүвийг бууруулдаг (доор үзүүлсэн шиг).

Холимог схемийн диаграммлазер гагнуур

Энэ технологийг хэрэгжүүлснээр,YAG лазеруудмөн хэдхэн зуун ваттын чадалтай LD лазеруудыг нимгэн литийн батерейны гэрийг 80мм/с өндөр хурдтайгаар гагнахад ашиглаж болно. Гагнуурын үр нөлөө нь зурагт үзүүлсэн шиг байна.

Өөр өөр процессын параметрүүдийн дор гагнуурын морфологи

Шилэн лазерын хөгжил, өсөлтийн хамт шилэн лазерууд нь сайн цацрагийн чанар, өндөр фотоэлектрик хувиргалтын үр ашиг, урт наслалт, засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар, өндөр хүчин чадал зэрэг олон давуу талуудын улмаас лазер металл боловсруулахад импульсийн YAG лазеруудыг аажмаар сольж байна.

Тиймээс дээрх лазерын эрлийз гагнуурын уусмал дахь лазерын хослол нь шилэн лазер + LD хагас дамжуулагч лазер болж хөгжсөн бөгөөд лазерыг тусгай боловсруулалтын толгойгоор дамжуулан коаксиаль байдлаар гаргадаг (гагнуурын толгойг Зураг 7-д үзүүлэв). Гагнуурын процессын явцад лазерын үйлчлэх механизм ижил байна.

Нийлмэл лазер гагнуурын холболт

Энэ төлөвлөгөөнд импульсийнYAG лазерилүү сайн цацрагийн чанар, илүү их хүч чадал, тасралтгүй гаралттай шилэн лазераар солигддог бөгөөд энэ нь гагнуурын хурдыг ихээхэн нэмэгдүүлж, илүү сайн гагнуурын чанарыг олж авдаг (гагнуурын үр нөлөөг Зураг 8-д үзүүлэв). Тиймээс энэ төлөвлөгөөг зарим хэрэглэгчдийн дуртай болгож байна. Одоогийн байдлаар энэхүү шийдлийг цахилгаан батерейны дээд бүрхүүлийн битүүмжлэлийн гагнуурын үйлдвэрлэлд ашиглаж байгаа бөгөөд 200мм/с гагнуурын хурдад хүрч чадна.

Гибрид лазер гагнуураар дээд бүрхүүлийн гагнуурын харагдах байдал

Хэдийгээр хос долгионы урттай лазер гагнуурын шийдэл нь өндөр хурдны гагнуурын гагнуурын тогтвортой байдлыг шийдэж, батерейны дээд бүрхүүлийг өндөр хурдтай гагнах гагнуурын чанарын шаардлагыг хангадаг боловч тоног төхөөрөмж, үйл явцын үүднээс авч үзвэл энэхүү шийдэлд зарим асуудал байсаар байна.

Юуны өмнө, энэхүү шийдлийн техник хангамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь харьцангуй нарийн төвөгтэй бөгөөд хоёр өөр төрлийн лазер болон тусгай хос долгионы урттай лазер гагнуурын холболтыг ашиглахыг шаарддаг бөгөөд энэ нь тоног төхөөрөмжийн хөрөнгө оруулалтын зардлыг нэмэгдүүлж, тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээний хүндрэлийг нэмэгдүүлж, тоног төхөөрөмжийн эвдрэлийн цэгүүдийг нэмэгдүүлдэг;

Хоёрдугаарт, хос долгионы уртлазер гагнуурАшигласан холболт нь олон багц линзээс бүрдэнэ (Зураг 4-ийг үзнэ үү). Цахилгаан алдагдал нь ердийн гагнуурын холболтоос их бөгөөд хос долгионы урттай лазерын коаксиаль гаралтыг хангахын тулд линзний байрлалыг зохих байрлалд тохируулах шаардлагатай. Тогтмол фокусын хавтгайд анхаарлаа төвлөрүүлж, урт хугацааны өндөр хурдтай ажиллахад линзний байрлал суларч, оптик замд өөрчлөлт оруулж, гагнуурын чанарт нөлөөлж, гараар дахин тохируулах шаардлагатай болж болзошгүй;

Гуравдугаарт, гагнуурын үед лазерын ойлт нь маш хүчтэй бөгөөд тоног төхөөрөмж болон эд ангиудыг амархан гэмтээж болзошгүй. Ялангуяа согогтой бүтээгдэхүүнийг засах үед гөлгөр гагнуурын гадаргуу нь их хэмжээний лазерын гэрлийг тусгадаг бөгөөд энэ нь лазерын дохиолол үүсгэж болзошгүй тул засварлахын тулд боловсруулалтын параметрүүдийг тохируулах шаардлагатай.

Дээрх асуудлуудыг шийдэхийн тулд бид өөр аргаар судлах хэрэгтэй. 2017-2018 онд бид өндөр давтамжийн хэлбэлзлийг судалсан.лазер гагнуурБатерейны дээд бүрхүүлийн технологийг боловсруулж, үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд нэвтрүүлсэн. Лазер туяагаар өндөр давтамжтай савлуур гагнуур (цаашид савлуур гагнуур гэх) нь 200мм/с хурдтай одоогийн өндөр хурдтай гагнуурын процесс юм.

Холимог лазер гагнуурын шийдэлтэй харьцуулахад энэхүү шийдлийн техник хангамжийн хэсэгт зөвхөн хэлбэлздэг лазер гагнуурын толгойтой холбогдсон ердийн шилэн лазер шаардлагатай.

гуйвагч гуйвагч гагнуурын толгой

Гагнуурын толгойн дотор мотороор ажилладаг тусгал линз байдаг бөгөөд үүнийг лазерын эргэх хөдөлгөөнийг зохион бүтээсэн траекторын төрөл (ихэвчлэн дугуй, S хэлбэртэй, 8 хэлбэртэй гэх мэт), эргэх далайц болон давтамжийн дагуу хянах програмчилж болно. Өөр өөр эргэх параметрүүд нь гагнуурын хөндлөн огтлолыг өөр өөр хэлбэр, хэмжээтэй болгож чаддаг.

Өөр өөр савлуурын траекторийн дагуу олж авсан гагнуурууд

Өндөр давтамжтай савлууртай гагнуурын толгойг шугаман мотороор хөдөлгөж, ажлын хэсгүүдийн хоорондох зайг гагнана. Эсийн бүрхүүлийн ханын зузаанаас хамааран тохирох савлуурын траекторын төрөл болон далайцыг сонгоно. Гагнуурын үед статик лазер туяа нь зөвхөн V хэлбэрийн гагнуурын хөндлөн огтлол үүсгэнэ. Гэсэн хэдий ч савлууртай гагнуурын толгойгоор хөдөлгөгдсөн цацрагийн цэг нь фокусын хавтгай дээр өндөр хурдтайгаар савлаж, динамик ба эргэлдэгч гагнуурын түлхүүрийн нүх үүсгэдэг бөгөөд энэ нь гагнуурын гүн ба өргөний харьцааг тохиромжтой болгож чадна;

Эргэлдэгч гагнуурын түлхүүрийн нүх нь гагнуурыг хөдөлгөдөг. Нэг талаас, энэ нь хий гарахад тусалж, гагнуурын нүхийг багасгадаг бөгөөд гагнуурын дэлбэрэлтийн цэг дэх зүү нүхийг засахад тодорхой нөлөө үзүүлдэг (12-р зургийг үзнэ үү). Нөгөө талаас, гагнуурын металыг эмх цэгцтэй халааж, хөргөдөг. Эргэлт нь гагнуурын гадаргууг тогтмол, эмх цэгцтэй загасны хайрс шиг харагдуулдаг.

Савлуур гагнуурын давхарга үүсгэх

Гагнуурын янз бүрийн савлуурын параметрүүдийн дор будгийн бохирдолд дасан зохицох чадвар

Дээрх зүйлс нь дээд бүрхүүлийг өндөр хурдтай гагнах гурван үндсэн чанарын шаардлагыг хангасан болно. Энэхүү шийдэл нь бусад давуу талуудтай:

1 Лазерын ихэнх хүчийг динамик түлхүүрийн нүхэнд шахдаг тул гаднах тархсан лазер багасдаг тул зөвхөн бага лазерын хүч шаардлагатай бөгөөд гагнуурын дулааны оролт харьцангуй бага (нийлмэл гагнуураас 30% бага) нь тоног төхөөрөмжийн алдагдал болон эрчим хүчний алдагдлыг бууруулдаг;

2 Савлуур гагнуурын арга нь ажлын хэсгүүдийн угсралтын чанарт өндөр дасан зохицох чадвартай бөгөөд угсралтын алхам гэх мэт асуудлаас үүдэлтэй согогийг бууруулдаг;

③ Савлууртай гагнуурын арга нь гагнуурын нүхэнд хүчтэй засвар үйлчилгээ үзүүлдэг бөгөөд батерейны цөмийн гагнуурын нүхийг засахад энэ аргыг ашиглахад гарах гарцын хэмжээ маш өндөр байдаг;

④Систем нь энгийн бөгөөд тоног төхөөрөмжийн алдааг олж засварлах, засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар.

3. Дээд бүрхүүлтэй лазер гагнуурын технологийн 3.0 эрин үе

Гагнуурын хурд 300мм/с

Шинэ эрчим хүчний татаас буурсаар байгаа тул батерей үйлдвэрлэх салбарын бараг бүхэл бүтэн аж үйлдвэрийн сүлжээ улаан далайд унасан. Мөн салбар нь өөрчлөн байгуулалтын үе шатанд орж, цар хүрээ, технологийн давуу талтай тэргүүлэгч компаниудын эзлэх хувь улам бүр нэмэгдсэн. Гэхдээ үүний зэрэгцээ "чанарыг сайжруулах, зардлыг бууруулах, үр ашгийг нэмэгдүүлэх" нь олон компанийн гол сэдэв болох болно.

Татаас бага эсвэл огт байхгүй үед технологийн давталттай шинэчлэлт хийх, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэх, нэг батерейны үйлдвэрлэлийн өртгийг бууруулах, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулах замаар л бид өрсөлдөөнд ялах нэмэлт боломжтой болно.

Ханын Лазер компани нь батерейны элементийн дээд бүрхүүлийг өндөр хурдтай гагнах технологийн судалгаанд хөрөнгө оруулалт хийсээр байна. Дээр дурдсан хэд хэдэн процессын аргуудаас гадна цагираг хэлбэртэй цэгэн лазер гагнуурын технологи, батерейны элементийн дээд бүрхүүлийг гальванометр лазер гагнах технологи зэрэг дэвшилтэт технологийг судалдаг.

Үйлдвэрлэлийн үр ашгийг цаашид сайжруулахын тулд дээд бүрхүүлийн гагнуурын технологийг 300мм/с ба түүнээс дээш хурдтайгаар судлах хэрэгтэй. Ханын Лазер нь 2017-2018 онд сканнердах гальванометрийн лазерын гагнуурын битүүмжлэлийг судалж, гальванометрийн гагнуурын үед ажлын хэсгийн хийн хамгаалалтын хүндрэл, гагнуурын гадаргуугийн бүрдүүлэлтийн үр нөлөө муу байгаатай холбоотой техникийн бэрхшээлийг даван туулж, 400-500мм/с хурдтай ажиллахад хүрсэн.лазер гагнуур26148 батерейг гагнахад ердөө 1 секунд л хангалттай.

Гэсэн хэдий ч өндөр үр ашигтай тул үр ашигтай тохирох туслах тоног төхөөрөмжийг хөгжүүлэхэд маш хэцүү бөгөөд тоног төхөөрөмжийн өртөг өндөр байдаг. Тиймээс энэхүү шийдлийн хувьд цаашид арилжааны хэрэглээний хөгжүүлэлт хийгдээгүй.

Цаашдын хөгжил дэвшилтэй хамтшилэн лазертехнологиор цагираг хэлбэртэй гэрлийн толбыг шууд гаргаж чаддаг шинэ өндөр хүчин чадалтай шилэн лазеруудыг нэвтрүүлэв. Энэ төрлийн лазер нь тусгай олон давхаргат оптик шилэн кабелиар дамжуулан цэгэн цагираг лазерын толбыг гаргаж чаддаг бөгөөд толбоны хэлбэр болон цахилгаан тархалтыг зурагт үзүүлсэн шиг тохируулж болно.

Өөр өөр савлуурын траекторийн дагуу олж авсан гагнуурууд

Тохируулгын тусламжтайгаар лазерын чадлын нягтралын тархалтыг цэгэн пончик-топат хэлбэртэй болгож болно. Энэ төрлийн лазерыг зурагт үзүүлсэн шиг Corona гэж нэрлэдэг.

Тохируулж болох лазер туяа (тус тус: төвийн гэрэл, төвийн гэрэл + цагираг гэрэл, цагираг гэрэл, хоёр цагираг гэрэл)

2018 онд хөнгөн цагаан бүрхүүлтэй батерейны эсийн дээд бүрхүүлийг гагнахад энэ төрлийн олон лазерыг ашиглахыг туршиж үзсэн бөгөөд Корона лазер дээр үндэслэн батерейны эсийн дээд бүрхүүлийг лазераар гагнах 3.0 процессын технологийн шийдлийн судалгааг эхлүүлсэн. Корона лазер нь цэгэн цагираг горимын гаралтыг гүйцэтгэх үед түүний гаралтын цацрагийн чадлын нягтралын тархалтын шинж чанар нь хагас дамжуулагч + шилэн лазерын нийлмэл гаралттай төстэй байдаг.

Гагнуурын процессын явцад өндөр чадлын нягтралтай төв цэгийн гэрэл нь хангалттай гагнуурын нэвтрэлтийг авахын тулд гүн нэвтрэлтийн гагнуурын түлхүүрийн нүх үүсгэдэг (эрлийз гагнуурын уусмал дахь шилэн лазерын гаралттай төстэй) бөгөөд цагираг гэрэл нь илүү их дулааны оролтыг хангаж, түлхүүрийн нүхийг томруулж, түлхүүрийн нүхний ирмэг дээрх шингэн металл дээр металлын уур болон плазмын нөлөөллийг бууруулж, үүссэн металлын цацагдалтыг багасгаж, гагнуурын дулааны мөчлөгийн хугацааг нэмэгдүүлж, хайлсан усан сан дахь хийг удаан хугацаанд гадагшлуулахад тусалдаг бөгөөд өндөр хурдны гагнуурын процессын тогтвортой байдлыг сайжруулдаг (эрлийз гагнуурын уусмал дахь хагас дамжуулагч лазерын гаралттай төстэй).

Туршилтаар бид нимгэн ханатай бүрхүүлтэй батерейг гагнаж, гагнуурын хэмжээний тогтвортой байдал сайн, CPK-ийн үйл явцын чадвар сайн байгааг Зураг 18-д үзүүлэв.

Ханын зузаан нь 0.8 мм (гагнуурын хурд 300мм/с) батерейны дээд бүрхүүлийн гагнуурын дүр төрх

Тоног төхөөрөмжийн хувьд эрлийз гагнуурын шийдлээс ялгаатай нь энэ шийдэл нь энгийн бөгөөд хоёр лазер эсвэл тусгай эрлийз гагнуурын толгой шаарддаггүй. Энэ нь зөвхөн ердийн өндөр хүчин чадалтай лазер гагнуурын толгой шаарддаг (зөвхөн нэг оптик шилэн кабель нь нэг долгионы урттай лазер гаргадаг тул линзний бүтэц нь энгийн, тохируулга хийх шаардлагагүй, цахилгаан алдагдал бага байдаг), алдааг олж засварлах, засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар болгодог бөгөөд тоног төхөөрөмжийн тогтвортой байдлыг эрс сайжруулдаг.

Тоног төхөөрөмжийн шийдлийн энгийн систем болон батерейны дээд бүрхүүлийн өндөр хурдны гагнуурын процессын шаардлагыг хангахаас гадна энэхүү шийдэл нь процессын хэрэглээнд бусад давуу талуудтай.

Туршилтаар бид батерейны дээд тагийг 300мм/с өндөр хурдтайгаар гагнасан бөгөөд гагнуурын давхарга үүсгэх сайн үр дүнд хүрсэн. Түүнчлэн, 0.4, 0.6, 0.8мм-ийн өөр өөр ханын зузаантай бүрхүүлийн хувьд зөвхөн лазерын гаралтын горимыг тохируулснаар л сайн гагнуур хийж болно. Гэсэн хэдий ч хос долгионы урттай лазерын эрлийз гагнуурын шийдлүүдийн хувьд гагнуурын толгой эсвэл лазерын оптик тохиргоог өөрчлөх шаардлагатай бөгөөд энэ нь тоног төхөөрөмжийн өртөг болон дибаг хийх хугацааны зардлыг нэмэгдүүлэх болно.

Тиймээс, цэгийн цагирагны цэглазер гагнуурЭнэхүү шийдэл нь зөвхөн 300мм/с хурдтайгаар хэт өндөр хурдтай дээд бүрхүүлийг гагнахаас гадна цахилгаан батерейны үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэх боломжтой. Загварыг байнга өөрчлөх шаардлагатай батерей үйлдвэрлэгч компаниудын хувьд энэхүү шийдэл нь тоног төхөөрөмж, бүтээгдэхүүний чанарыг эрс сайжруулж, загварыг өөрчлөх, дибаг хийх хугацааг богиносгож чадна.

Ханын зузаан нь 0.4 мм (гагнуурын хурд 300мм/с) батерейны дээд бүрхүүлийн гагнуурын дүр төрх

Ханын зузаан нь 0.6 мм (гагнуурын хурд 300мм/с) батерейны дээд бүрхүүлийн гагнуурын дүр төрх

Нимгэн ханатай эсийн гагнуурын зориулалттай Корона лазер гагнуурын нэвчилт – Үйл явцын чадавхи

Дээр дурдсан Корона лазераас гадна AMB болон ARM лазерууд нь ижил төстэй оптик гаралтын шинж чанартай бөгөөд лазерын гагнуурын цацалтыг сайжруулах, гагнуурын гадаргуугийн чанарыг сайжруулах, өндөр хурдтай гагнуурын тогтвортой байдлыг сайжруулах зэрэг асуудлыг шийдвэрлэхэд ашиглаж болно.

4. Хураангуй

Дээр дурдсан янз бүрийн шийдлүүдийг бүгдийг нь дотоодын болон гадаадын литийн батерей үйлдвэрлэгч компаниуд бодит үйлдвэрлэлд ашигладаг. Үйлдвэрлэлийн хугацаа болон техникийн өөр өөр байдлаас шалтгаалан салбарт өөр өөр процессын шийдлүүдийг өргөн ашигладаг боловч компаниуд үр ашиг, чанарт илүү өндөр шаардлага тавьдаг. Энэ нь байнга сайжирч байгаа бөгөөд технологийн тэргүүлэгч компаниуд удахгүй илүү олон шинэ технологийг ашиглах болно.

Хятадын шинэ эрчим хүчний батерейны үйлдвэрлэл харьцангуй хожуу эхэлсэн бөгөөд үндэсний бодлогын нөлөөгөөр хурдацтай хөгжиж байна. Холбогдох технологиуд нь салбарын бүх сүлжээний хамтын хүчин чармайлтаар урагшилж, олон улсын шилдэг компаниудтай харьцуулахад ялгааг бүрэн багасгасан. Дотоодын литийн батерейны тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчийн хувьд Maven нь өөрийн давуу талуудыг байнга судалж, батерейны багцын тоног төхөөрөмжийг давтан шинэчлэхэд тусалж, шинэ эрчим хүчний эрчим хүч хадгалах батерейны модулийн багцыг автоматжуулсан үйлдвэрлэлд илүү сайн шийдлүүдийг санал болгож байна.