阿帕奇(北京)張婧：光纖激光解決方案助力電池業提質增效
▲圖為阿帕奇(北京)光纖激光技術有限公司應用部經理張婧發表主題演講
“阿帕奇不僅僅滿足于成熟的產品，我們也一直在面向客戶的需求不斷地開發新產品，因為創新才是一個企業的生存之源?！?/p>
日前，“第二屆新能源汽車及動力電池（CIBF2021深圳）國際交流會”在深圳舉行，在由多氟多冠名的“智能制造助推軟包電池提質降本”專場論壇上，阿帕奇(北京)光纖激光技術有限公司應用部經理張婧發表了主題為“光纖激光解決方案助力電池行業提質增效”的演講。
據張婧介紹，阿帕奇（北京）光纖激光技術有限公司是由全球最大的光纖激光制造商之一IPG PHOTONICS于2006年在中國投資成立，目前在中國設有北京、上海、深圳和武漢四大應用服務中心，同時售后網點遍布全國，可以對客戶做到及時快速的響應。
在產品覆蓋方面，張婧表示，在方形、軟包和圓柱電池的制作過程中，除了極片卷繞（與激光無直接關聯）環節外，正負極極片切割、極片清洗、電芯、模組、PACK等環節都需要用到激光產品，而阿帕奇在各環節均有產品布局及完善解決方案，并做到成熟應用；從產品功率覆蓋性層面看，從幾瓦的打標激光器至120千瓦的超高功率激光器，阿帕奇擁有超過500種不同的激光器；從產品波長覆蓋性層面看，其產品線包括紅外、綠光、紫外等各個波長的激光器。
在談及設備應用時，張婧重點介紹了以下幾類設備及系統。
第一，YLR系列單模激光器。據張婧介紹，軟包電池焊接應用領域YLR系列單模激光器是最多的，目前電池行業降本壓力越來越大，效率要求越來越高，該領域的激光器也從最早使用的500W，逐漸升至700W、1500W，現在2000W已成為主流配置。張婧表示，IPG推出的單模激光器，其光纖芯徑為14微米，相較于市面其它品牌的單模激光器（芯徑多為20um或25um），具有小芯徑的優勢。此外，該設備還具有強焊接能力、高焊速、小熱輸入及變形的優勢，適用于極耳和匯流排焊接。
第二，AMB光束模式可調激光器。該設備多應用于方形電池焊接，焊接材料多為相對較厚的鋁、銅等，其突出特點是能產生高能密度的中心光束+大芯徑外環光束組合形成可調控的光斑。該設備的總功率可達25千瓦，光電轉換效率達到45%，中心芯徑有50um、150um兩種規格可選，外環芯徑有150um、300um、400um、600um等多種規格可選。其中，焊鋁、銅材料傾向于推薦50um/150um配置，焊鋼及焊鋁時優選100um/300um。該設備最大的優勢可以通過將焊接匙孔開口擴大，抑制飛濺產生。
第三，單模AMB激光器。該設備是一款具有小熱輸入、強穿透力、能有效抑制飛濺等優勢的組合型產品，非常適用于箔材焊接。據張婧介紹，這款設備已經在美國實驗室做過多層箔的點焊實驗（數十層的銅箔和鋁板的焊接），焊點的尺寸穩定性很好，而且飛濺抑制效果明顯。
第四，LDD焊接全過程監測系統。該系統基于內聯相干成像原理，通過主動發射半導體激光打到工件表面及焊接匙孔，檢測返回信號，再借助一系列的算法，最終直接得到熔深，其檢測精度和頻率市場領先。據其介紹，該產品具有四項主要功能。
第一項功能：焊前檢測。比如焊縫位置是否準確、零件高度是否合適，如有需要，隨時可以直接做尋位和校正；
第二項功能，也是它的核心功能：直接測量熔深，可以獲得每條焊縫每一個位置的熔深（傳統的切片頂多是一條焊縫切幾個，無法得到整條焊縫的數據）；
第三項功能：焊后焊縫寬度、高度及表面質量的檢測，可以圍繞各項檢測數據按相應的標準設定容限，實時監控零件是否出現異常；
第四項功能：3D成像技術。據悉，該系統使用方式靈活，可搭載YLS/YLR、單模、多模等設備，同時適配于阿帕奇公司所有焊接頭、擺動頭及振鏡。
通過跟蹤測試發現，該系統的熔深和切片監測誤差小于100um，完全滿足生產線的檢測要求；而在極耳焊接上，也可幫助客戶直接做在線的判斷，比如說焊后的高度、寬度，有沒有累計超過它的缺陷，然后實時輸出。LDD焊接全過程監測系統正憑借焊前、焊中、焊后全過程的監測，為電池安全制造“保駕護航”。
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