I. Problemy z rdzeniem w masowej produkcji dużych akumulatorów cylindrycznych 4680: innowacja w spawaniu-pełnymi biegunami grubej miedzi
Niebieskie lasery i wiązki-w kształcie pierścienia rozwiązują wyzwania związane z przetwarzaniem materiałów o wysokim współczynniku odbicia
Ponieważ duże cylindryczne akumulatory 4680 stają się standardową konfiguracją w-najwyższej klasy pojazdach czysto elektrycznych, spawanie ułożonych warstwowo wielo-warstwowych folii miedzianych w celu uzyskania-pełnych biegunów staje się głównym technicznym wąskim gardłem. Tradycyjne lasery światłowodowe na podczerwień osiągają współczynnik absorpcji światła na miedzi jedynie na poziomie 3–5%, co często powoduje zimne złącza, miejscowe przepalenia-i masywne odpryski metalu podczas spawania. Rozproszone odłamki wpadające do ogniw będą stwarzać ukryte niebezpieczeństwo zwarć i niekontrolowanej ucieczki termicznej.
W 2026 r. dwa typy laserowych źródeł światła osiągnęły masową produkcję komercyjną:
1. Laser światłowodowy o zmiennym profilu wiązki VBP z regulowanym pierścieniem punktowym
Laser ten pozwala na niezależną regulację mocy wiązki centralnej i zewnętrznej. Środkowa wiązka penetruje grubą miedź, tworząc głęboką dziurkę od klucza, podczas gdy zewnętrzna wiązka pierścieniowa poszerza górną krawędź dziurki od klucza, usuwając pęcherzyki wewnątrz roztopionego jeziorka i zatrzymując rozpryskiwany stopiony metal z powrotem do szwu spawalniczego.
To rozwiązanie zmniejsza powstawanie odprysków o 90% podczas spawania jednowarstwowych-szynów miedzianych o grubości 4 mm i kontroluje porowatość spoiny w granicach 0,3%. Tymczasem źródło lasera może wytrzymać ponad 95% odbitego światła lasera, zapobiegając wypaleniu źródła lasera podczas grubego spawania miedzi. Obecnie linie produkcyjne ogniw 4680 firmy Tesla i czołowych krajowych producentów akumulatorów cylindrycznych są w pełni wyposażone w sprzęt do spawania laserowego punktowego-pierścieniowego.
2. Krajowy komercyjny niebieski laser
Niebieskie lasery zapewniają współczynnik absorpcji 40% ~ 50% w przypadku miedzi, 13 razy wyższy niż lasery na podczerwień. Mogą zakończyć spawanie laminacyjne setek cienkich folii miedzianych na dnie ogniw 4680 bez bardzo-poboru bardzo dużej mocy, zapobiegając-przepaleniu ultracienkich folii miedzianych.
Gdy pod koniec 2026 r. dostępne będą niedrogie niebieskie lasery o mocy-kW, będą one stopniowo zastępować tradycyjne lasery na podczerwień do precyzyjnego zgrzewania punktowego zaczepów słupów o małej-mocy.
W porównaniu ze spawaniem ultradźwiękowym, które było wcześniej powszechnie stosowane i było ograniczone przez zużyte tuby spawalnicze przy maksymalnej wydajności pojedynczej-linii wynoszącej zaledwie 100 PPM, spawanie laserowe-punktowo pierścieniowe nie wymaga części zamiennych. Rytm produkcji idealnie dopasowuje się do procesów-szybkiego układania w stosy, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla superfabryk wytwarzających gigawatogodzinę (GWh) o zapotrzebowaniu na produkcję masową.
II. Spawanie szyn zbiorczych pod wysokim-napięciem w zasilaczach: zmniejszenie rezystancji w obwodach wysokiego-pojazdu, spawanie laserowe zastępuje-schemat mocowania śrubowego
Grube miedziane szyny zbiorcze pomiędzy modułami akumulatorów odpowiadają za szeregowe-równoległe przewodzenie elektryczne oraz pobieranie próbek napięcia i temperatury, co bezpośrednio decyduje o wydajności-szybkiego ładowania i wysokim-bezpieczeństwie napięciowym pojazdów elektrycznych.
Tradycyjne mocowanie śrubowe prowadziłoby do poluzowania śrub pod wpływem-długich wibracji pojazdu, zwiększonej rezystancji styków i nadmiernego wytwarzania ciepła podczas szybkiego ładowania. W 2026 r. producenci nowych pojazdów energetycznych szeroko zastosują zintegrowane rozwiązanie w zakresie spawania laserowego w przypadku szyn zbiorczych z pełnym-pakietem:
Sprzęt laserowy punktowy o mocy 3000–6000 W o-pierścieniowej-punktowej mocy VBP o mocy 3000–6000 W umożliwia wykonywanie autogenicznego spawania zakładkowego prętów miedzianych o grubości 3–6 mm bez dodatkowego spoiwa. Spoina tworzy zintegrowane wiązanie metalurgiczne, które nigdy się nie rozluźnia. Ogólna rezystancja obwodu wysokiego-pojazdu spada o 15–22%, umożliwiając ultraszybkie ładowanie platformy-o wysokim napięciu 800 V.
Linia produkcyjna jest wyposażona w system wstępnego pozycjonowania-CCD z dokładnością ±0,05 mm, który automatycznie kompensuje odchylenia wymiarowe dostarczanych prętów miedzianych. Współosiowy system oczyszczania oparów eliminuje drobne skrawki miedzi, które mogą powodować ryzyko pełzania na powierzchniach szyn zbiorczych.
III. Proces uszczelniania komórek: spoina obwodowa z górnym kołpakiem i zgrzewanie gwoździ uszczelniających
System zamkniętej pętli AI-OCT-eliminuje ryzyko wycieku cieczy
Po napełnieniu ogniw pryzmatycznych i ogniw cylindrycznych 4680 elektrolitem, żywotność akumulatorów określają spawy uszczelniające gwoździ i pełne spawanie obwodowe górnych pokryw ogniw. Małe dziurki na szwach spawalniczych powodują ulatnianie się i wyciek elektrolitu, co skutkuje odpadaniem ogniw.
Wysokiej-linie do produkcji akumulatorów całkowicie wyeliminowały-pobieranie próbek helu spawalniczego w 2026 r. i zmodernizowały je do zintegrowanego systemu skanowania optycznej tomografii koherentnej OCT + kontroli w pętli zamkniętej-AI Deep Learning:
1. Głowica do spawania laserowego posiada współosiowy moduł skanujący OCT, który w czasie rzeczywistym mierzy głębokość wtopienia spoiny wewnętrznej podczas spawania z dokładnością osiową do 0,02mm;
2. Model AI 1DCNN-BiLSTM natychmiast analizuje stan dziurki od klucza. W przypadku wykrycia niewystarczającej penetracji (zimne połączenie) lub nadmiernej penetracji (przepalenie-obudowy), system automatycznie obniży lub zwiększy moc lasera w ciągu 20 mikrosekund, aby skorygować wady spawalnicze w czasie rzeczywistym;
3. Wszystkie dane, w tym głębokość penetracji, parametry mocy lasera i pozycje spawania, są przesyłane do fabrycznego systemu MES w celu trwałego przechowywania w chmurze, zgodnie z przepisami dotyczącymi pełnego-śledzenia cyklu życia akumulatorów, wydanymi przez europejskich i amerykańskich producentów samochodów OEM.
Po inteligentnej modernizacji odsetek odrzuceń kontroli helowej pod kątem spawania uszczelniającego ogniwa spadł o 95%, eliminując potrzebę przeprowadzania-niszczących testów próbek na dużą skalę i znacznie obniżając koszty produkcji. Co więcej, strefa wpływu- ciepła podczas spawania laserowego jest kontrolowana w zakresie 0,2~0,3 mm, co pozwala uniknąć uszkodzenia wewnętrznych separatorów i materiałów aktywnych wewnątrz ogniw, ogranicza wytrącanie się litu podczas ładowania i wydłuża żywotność akumulatorów.
IV. Wspólny scenariusz dotyczący magazynowania energii i pojazdów pasażerskich: Precyzyjne hermetyczne spawanie laserowe mikrokanałowych tac chłodzących zestawy akumulatorów ze stopu aluminium
Wraz z popularyzacją platform pojazdów elektrycznych-wysokonapięciowego 800 V oraz-dużych komercyjnych i przemysłowych elektrowni magazynujących energię, płyty chłodzące ze stopu aluminium stały się standardowymi komponentami akumulatorów. Gęste, cienkie-mikrokanały rozpraszają ogromne ilości ciepła generowanego podczas-ultraszybkiego ładowania.
Tradycyjne lutowanie twarde i zgrzewanie tarciowe łatwo odkształcają cienkie płyty aluminiowe, blokują kanały przepływowe i powodują wycieki wody na spoinach. Autogeniczne spawanie laserowe stanie się preferowanym procesem produkcyjnym płynnych płyt zimnych w 2026 r., a jego podstawowe zalety są następujące:
1. Bardzo-niski dopływ ciepła: skoncentrowana energia lasera ogranicza-strefę wpływu ciepła do 0,2 mm. Po zespawaniu ultracienkich-aluminiowych płyt osłonowych o grubości 1–2 mm całkowite odkształcenie jest mniejsze niż 0,05 mm, co zapobiega ściskaniu i blokowaniu wnęk mikrokanalików;
2. Spawanie-samoczynne bez wypełniacza: podstawowy materiał aluminiowy stapia się ze sobą, tworząc spoinę. Spoina ma identyczny skład materiałowy jak podłoże, bez zmniejszania ogólnej przewodności cieplnej zimnych płyt. Spoiny wytrzymują-długotrwałą próbę wody pod ciśnieniem do 5 barów;
3. Wygodne przeróbki: przenośne spawarki z laserem światłowodowym-na wózku wykonują lokalne naprawy naprawcze bezpośrednio na uszkodzonych kanałach przepływowych gotowych modułów akumulatorowych, bez demontażu całego PAKIETU akumulatorów, drastycznie obniżając-koszty konserwacji posprzedażowej elektrowni magazynujących energię.
Chińscy producenci laserów uruchomili dedykowane stacje robocze do spawania uszczelniającego dla ciekłych płyt zimnych, integrujące laserowe czyszczenie tlenków przed{0}spawaniem, spawanie hermetyczne i wstępną kontrolę szczelności po{{1}spawaniu, aby zakończyć obróbkę zimnej płyty w jednym-przekładzie pracy.
V. Ogólne trendy rozwojowe spawania laserowego akumulatorów zasilających w roku 2026
1. Indywidualne kształtowanie wiązki: Fabryki nie stosują już powszechnie laserów z pojedynczą wiązką Gaussa. Operatorzy mogą swobodnie przełączać się pomiędzy punktami pierścieniowymi,-płaskimi punktami górnymi i belkami zespolonymi dla różnych procesów, rozróżniając zastosowania do spawania grubej miedzi i hermetycznego spawania cienkiego aluminium.
2. Kontrola jakości-ładowana od przodu: kontrola jakości ewoluuje od kontroli próbek-po spoinie do korekty-w-procesie w czasie rzeczywistym. Monitorowanie-pętli zamkniętej opartej na sztucznej inteligencji stało się obowiązkowym progiem dostępu dla-nastawionych na eksport fabryk akumulatorów obsługujących rynki zagraniczne.
3. Zintegrowane procesy kompozytowe: dwufunkcyjny sprzęt- łączący czyszczenie laserowe i spawanie laserowe wchodzi do prób seryjnych. Usuwa powierzchniowe zanieczyszczenia tlenkami i olejami tuż przed spawaniem, upraszczając układ linii produkcyjnej i zmniejszając obciążenie hali produkcyjnej.
