隨著工業(ye) 發展,碳排放量日益劇增,降低生活環境質量水平。為(wei) 了減少碳排放,世界各國達成一致,簽署《聯合國氣候變化框架公約》。中國製定了“2030年碳達峰,2060年碳中和”的目標。以此,在一係列國家政策的引導下,鋰電池行業(ye) 作為(wei) 新能源的重要組成部分,運用於(yu) 各個(ge) 領域並迅猛發展。電池蓋板作為(wei) 鋰電池的重要結構部件,需求巨大,電池蓋板製造相關(guan) 自動化設備的需求也將持續走高。鉚壓技術作為(wei) 電池蓋板組裝的關(guan) 鍵工藝之一,有著廣泛的應用。
· 鉚壓技術及應用 ·
鉚壓技術是利用壓力將鉚釘壓入兩(liang) 個(ge) 或多個(ge) 工件中來實現連接,鉚釘被壓入工件時會(hui) 發生塑性變形,使其頭部擴張,從(cong) 而將工件緊固連接在一起。這種方式具有高強度、耐腐蝕、耐疲勞等優(you) 點,可以確保連接的牢固性和穩定性,同時也可以減輕結構的重量,提高效率和性能,因此,被廣泛應用於(yu) 鋰電、航空、汽車、船舶、建築等領域。 在鋰電池結構件領域,鉚壓技術被應用於(yu) 電池電芯的蓋板製造。鋰電池的蓋板結構由壓板、絕緣板、弱導板、基板、止動架、密封圈、正極鉚釘、負極鉚釘等組成,將鉚釘穿入這些零件與(yu) 之配合的孔洞中,利用壓力將鉚針前段的尖錐強行壓入鉚釘頭部,直到鉚釘鉚壓麵與(yu) 壓板平齊,使鉚釘圓柱墩粗,其頭部擴張,從(cong) 而將各個(ge) 零件緊固連接一起。通過控製力的大小、鉚壓高度,來管控密封圈的壓縮量,保證各個(ge) 零件之間的縫隙密封,防止蓋板各個(ge) 零件因密封不嚴(yan) 而導致的電解液泄露。通過蓋板的推力、壓板和基板之間的扭力來監控蓋板的整體(ti) 鉚壓質量。
圖1:鉚壓產(chan) 品切麵金相圖
· 鋰電池結構件領域鉚壓技術優(you) 點 ·
鋰電池結構件領域,鉚壓技術的優(you) 點如下: 1)連接點牢固可靠,連接區域無熱應力,不會(hui) 損傷(shang) 工件表麵的保護層; 2)無原料消耗,無需輔助材料; 3)突破金屬材質局限和厚度局限; 4)不需要預先或事後處理,允許有夾層和多層連接; 5)工作環境好,無灰塵毒煙排放,無噪音; 6)操作簡單、消耗低、維修費少。
· 精度突破與(yu) 結構設計 ·
華工激光研發的線鉚壓技術主要有兩(liang) 條技術路線:雙凸輪高速鉚壓技術路線以及伺服壓機高精度精準控製路線。 雙凸輪高速鉚壓技術是通過大功率電機提供壓力,結合凸輪杠杆對產(chan) 品進行鉚壓,其特點是結構緊湊、鉚壓速度快、穩定性高,1秒內(nei) 即可完成鉚壓工序,該鉚壓技術主要應用於(yu) 長度≤200mm、寬度≤60mm的各類電池蓋板,鉚壓效果穩定、效率高,精度可達到5μm。 伺服壓機鉚壓技術是通過大噸位伺服壓機提供壓力,結合精密模具對產(chan) 品進行鉚壓,其特點是可實現高精度精準控製,能實時監測壓力值、位移值,同時還具備監測數據上傳(chuan) MES功能,實現數字化,可視化。該鉚壓技術鉚壓效果穩定,精度可達到2μm,同時該鉚壓技術可匹配各類不同規格的蓋板,且同規格產(chan) 品可多穴鉚壓。 技術具備兩(liang) 大優(you) 點:1. 可實現在線鉚壓,為(wei) 自動化的實現打下基礎;2. 鉚壓後平麵度良好,可以將蓋板以及鋁塊的平麵度控製在0.05mm。 華工激光在線鉚壓技術完美滿足市場需求,當前已量產(chan) 的圓形雙極柱鉚壓自動線、方形鉚壓結構組裝檢測生產(chan) 線均已達到客戶端需求,在尺寸、平麵度、密封圈壓縮量等各項指標上均合格,整線實際產(chan) 出達到1800pcs/h以上,生產(chan) 效率顯著提高50%以上,產(chan) 出綜合良率提升至98%以上,已大批量生產(chan) 。該產(chan) 品已經實現標準化,既可單機生產(chan) ,也可連線自動化生產(chan) ,另外針對行業(ye) 特性開發出良好的兼容性以及快換功能。
圖2:方形極柱鉚壓效果圖
圖3:圓形極柱鉚壓效果圖
· 結語 ·
在線鉚壓技術是鋰電池結構件自動化設備中的一個(ge) 關(guan) 鍵工藝,華工激光敏銳把握時代動向,全麵布局鋰電池產(chan) 業(ye) ,在線鉚壓技術通過近2年的深入鑽研、潛心打磨,已達到行業(ye) 領先水平。接下來,華工激光會(hui) 持續切實考慮客戶對設備性能、安全性和適用性的需求,將設計的細節、技術等融入實際製造;以技術升級與(yu) 創新驅動產(chan) 品性能及品質提升,加強鋰電結構件設備自動化、一體(ti) 化和智能化研發,力爭(zheng) 實現迭代創新。
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