Kingslaser telah membangunkan proses berasaskan laser yang kering untuk fabrikasi litar FPC dan pembukaan tetingkap pad dengan lebar garis dengan baik sebagai 10 μm . teknologi ini membolehkan splicing ketepatan tinggi dalam aplikasi ultra-besar.
Untuk menangani pergantungan pada perhimpunan manual terminal nikel dan aluminium dalam kaedah CCS tradisional, Kingslaser memperkenalkan reka bentuk baru menggunakan tab foil tembaga yang dilanjutkan . tab ini serasi dengan logam ultra-tip (kurang daripada atau sama-sama aloi .
Menggunakan kimpalan laser, tab foil tembaga boleh dikebumikan dengan cekap ke busbar aluminium . inovasi ini menghapuskan pemasangan manual, meningkatkan automasi, dan meningkatkan kebolehpercayaan proses .
Latar belakang penyelidikan
Dengan perkembangan pesat industri tenaga baru global dan pertumbuhan letupan pasaran kenderaan elektrik, teknologi bateri, sebagai komponen memandu teras untuk kenderaan elektrik, secara berterusan membuat penemuan dari segi keselamatan yang tinggi, integrasi yang tinggi, reka bentuk ringan, dan pengurangan kos . pada masa yang sama. Untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat untuk integrasi kenderaan keseluruhan dan kerumitan sistem bateri .
Rajah 1. CCS Busbars bersepadu adalah salah satu komponen utama dalam sistem bateri kuasa
Pada masa ini, CCS terutamanya berfungsi sebagai pensampelan isyarat dan fungsi pengumpulan semasa . komponen pengambilalihan isyaratnya mempamerkan trend ke arah kepelbagaian, terutamanya termasuk:
◎ Bundle kabel: tradisional tetapi boleh dipercayai, dengan struktur kompleks dan integrasi yang rendah;
◎ Litar bercetak fleksibel (FPC): Berdasarkan filem polyimide atau poliester, yang menawarkan fleksibiliti dan kestabilan yang sangat baik, ia adalah salah satu penyelesaian arus perdana hari ini;
◎ Kabel rata fleksibel (FFC): Struktur mudah, kos rendah, sesuai untuk reka bentuk ringan;
◎ Lembaga Litar Molded Flexible (FDC): Menambah teknologi pencetakan di atas FPC, memberikan kesesuaian tiga dimensi yang lebih kuat;
◎ Kabel rata fleksibel (FFC) yang disambungkan ke litar acuan fleksibel (FCC): Mengintegrasikan FFC dengan FPC/FDC, meningkatkan fleksibiliti struktur dan kecekapan sambungan, menjadikannya penyelesaian novel yang sedang digunakan .
Penjelajahan dan kewujudan bersama pelbagai laluan teknikal terutamanya bertujuan untuk mengurangkan kos keseluruhan produk CCS, terutamanya dalam bahagian pensampelan BMS (sistem pengurusan bateri), yang menyumbang kira-kira 55% daripada jumlah kos .
Terhadap latar belakang ini, Kingslaser telah memberi tumpuan kepada inovasi dalam teknologi litar fleksibel sejak tahun 2023, mencadangkan dua penyelesaian peningkatan proses kritikal untuk meningkatkan prestasi dan peningkatan pembuatan CCS:
● Proses kering sepenuhnya untuk pembuatan FPC cepat
Proses ini menggunakan teknologi pemprosesan laser penuh untuk melengkapkan langkah -langkah kritikal seperti mengepung corak litar FPC dan membuka tingkap filem pi . berbanding dengan proses basah tradisional, ia memudahkan aliran kerja pembuatan, menghapuskan penggunaan semula, Proses generasi kedua dan memperoleh paten yang relevan .
● Penyelidikan teknologi kimpalan laser tembaga-aluminium
Sebagai tindak balas kepada kesesakan di CCS tradisional di mana FPC disambungkan ke bar aluminium melalui penyaduran nikel atau suntikan suntikan, Kingslaser mencadangkan penyelesaian baru menggunakan kimpalan langsung laser untuk menyambungkan FPC dengan busbar aluminium . Konsistensi . Teknologi ini dibangunkan pada awal tahun 2024 sebagai tindak balas kepada permintaan dari syarikat tersenarai dan telah mencapai hasil pengesahan awal .
Ringkasnya, sebagai komponen kritikal dalam pek bateri, tahap reka bentuk dan pembuatan CCS secara langsung memberi kesan kepada prestasi dan kos tenaga elektrik tenaga baru . penerokaan pelbagai penyelesaian untuk modul pengambilalihan isyarat dan pelaksanaan teknologi novel menandakan bahawa CCS sedang maju ke arah kecekapan yang lebih tinggi, dan kos yang lebih tinggi {
Proses kering sepenuhnya untuk pembuatan FPC yang cepat
Litar bercetak fleksibel (FPC), yang biasanya dirujuk sebagai "papan flex," adalah papan litar bercetak yang menggunakan bahan penebat fleksibel sebagai asas dan mencapai fungsi elektronik melalui corak litar tepat . digunakan secara meluas dalam terminal pintar, peranti yang boleh dipakai, peralatan perubatan, dan kenderaan tenaga baru, menjadikannya asas utama untuk mencapai pengurangan, reka bentuk ringan, dan integrasi dalam produk elektronik moden .
FPC menawarkan fleksibiliti yang sangat baik, membolehkan lenturan, lipat, dan penggulungan percuma untuk menyesuaikan diri dengan susun atur ruang tiga dimensi, membolehkan integrasi pemasangan komponen dan sambungan wayar . kerana struktur nipis dan ringan, fpc dengan ketara, FPC menyediakan pelesapan haba yang baik, solderability yang kuat, dan pemasangan mudah, menyampaikan prestasi keseluruhan yang unggul . khususnya, struktur tegar-flex selanjutnya mengimbangi batasan litar fleksibel dari segi kapasiti galas beban .
Rajah 2. gambar FPC
Walau bagaimanapun, pembuatan FPC juga membentangkan cabaran tertentu . sebagai litar yang fleksibel biasanya direka khas, mereka melibatkan reka bentuk dan proses yang lebih tinggi, mengakibatkan pelaburan pendahuluan yang signifikan dan kos permulaan yang lebih tinggi berbanding dengan PCB standard . Kompleks . Di samping itu, sifat bahan fleksibel mengehadkan skalabilitas dalam pengeluaran besar-besaran, dan proses fabrikasi menuntut pengendalian yang sangat tepat-apa-apa pelik boleh menyebabkan kerosakan litar atau kegagalan fungsi .
Untuk mengatasi batasan proses pembuatan tradisional, Kingslaser telah didedikasikan untuk membangunkan teknologi pembuatan FPC yang berasaskan laser sejak 2004. pada tahun itu, apabila ia menyampaikan mesin pemotongan laser FPC yang pertama, Penghantaran pada harga kira -kira 1 . 5 juta RMB, memecahkan monopoli asing dan menandakan permulaan aplikasi peralatan laser domestik dalam bidang pembuatan elektronik fleksibel. Terutama, mesin itu adalah yang pertama mengadopsi motor linear yang diimport dari teknologi Hiwin Taiwan pada masa itu, digabungkan dengan sistem galvanometer, mewujudkan struktur pemprosesan laser "linear + galvanometer" perintis yang meningkatkan ketepatan pemprosesan dan kelajuan tindak balas.
Membina di atas asas ini, Kingslaser terus memajukan teknologi pembuatan hijau untuk litar yang fleksibel dengan mencadangkan proses pengeluaran FPC yang cepat berdasarkan konsep fabrikasi kering sepenuhnya . berpusat pada pemprosesan laser, kaedah ini menghilangkan beberapa langkah-langkah yang baru-baru ini Pemprosesan laser . "Berbanding dengan kaedah konvensional, proses baru bermula dengan bahan mentah yang berehat, diikuti oleh pembukaan tingkap laser, corak litar laser, dan menggariskan pemotongan, benar -benar mencapai model pembuatan hijau yang bebas dari reagen kimia, air sisa, dan pelepasan ekzos .
Proses pembuatan FPC tradisional bukan sahaja kompleks dan memakan ruang, tetapi juga sangat bergantung pada reagen kimia, mengakibatkan kesan alam sekitar yang signifikan . ia memerlukan campur tangan manual yang besar, yang membawa kepada kitaran pengeluaran yang panjang pemprosesan, membolehkan kaedah pencemaran yang sepenuhnya automatik, sangat efisien, dan sifar untuk fabrikasi litar fleksibel . terutamanya di bawah persediaan pengeluaran berterusan roll-to-roll, peralatan laser boleh diintegrasikan dengan lancar dengan sistem pengendalian bahan hulu dan hiliran, menyediakan antara muka yang ideal {10}
Dari segi prestasi teknikal, proses ini menampilkan beberapa penemuan inovatif . Pertama, penggunaan pemprosesan laser yang diimbas oleh Galvanometer membolehkan lebih banyak corak litar yang fleksibel dan bebas untuk mendapatkan mikret yang tinggi, keserasian produk . kedua, proses laser kering sepenuhnya sepenuhnya menghapuskan pencemaran kimia yang berkaitan dengan kaedah basah tradisional, menyedari pengeluaran yang mesra alam dan bersih, sejajar dengan trend semasa dalam pembuatan hijau {{7} Permintaan untuk lelaran produk pesat dan penghantaran cepat .
Dari perspektif kawalan kos, proses kering sepenuhnya menghilangkan keperluan untuk mencetak acuan dan bahan kimia yang menghakis, dengan ketara meningkatkan penggunaan bahan sambil mengurangkan sisa bahan tambahan kepada hampir sifar, membantu syarikat-syarikat membina struktur kos yang lebih kompetitif . Pengeluaran berterusan FPC kawasan besar .
Penyelidikan mengenai kimpalan laser tembaga-aluminium di CCS
Dalam proses pembuatan bar bas bersepadu di CCS, peralatan kimpalan adalah langkah proses kritikal, terutamanya melibatkan dua kaedah: kimpalan laser dan kimpalan ultrasonik . dalam proses tradisional, hubungan antara fpc dan aluminium FPC, manakala hujung yang lain dikimpal ke busbar aluminium menggunakan kimpalan laser (seperti kimpalan laser gentian) . bagaimanapun, kerana proses kimpalan SMT yang panjang ({6}} melebihi 15 meter, yang membawa kepada aliran proses kompleks, jejak peralatan besar, dan kecekapan pengeluaran yang rendah .
Rajah 3. kimpalan busbar modul bateri
Untuk mengoptimumkan proses ini, pendekatan baru telah dicadangkan bahawa menggunakan kimpalan laser untuk terus menghubungkan FPC ke busbar, menghapuskan keperluan untuk plat nikel pertengahan . penyelesaian ini mengurangkan bilangan langkah-langkah proses dan berpotensi untuk meningkatkan kecekapan kimpalan dan secara keseluruhannya. layak untuk penyelidikan dan promosi selanjutnya .
Dari segi pemilihan kaedah kimpalan, kimpalan ultrasonik menawarkan kelebihan seperti yang bersih dan mesra alam, kos rendah, kecekapan yang tinggi, dan kemudahan automasi . bagaimanapun, disebabkan oleh kelembutan dan penipisan yang melampau dari foil tembaga, Penembusan kimpalan atau kimpalan palsu boleh berlaku dengan mudah .
Sebagai perbandingan, kimpalan laser menonjol dalam pengeluaran automatik perindustrian kerana ketepatannya yang tinggi, kelajuan tinggi, operasi bukan hubungan, keserasian bahan yang luas, proses pencemaran yang bebas, dan kebolehulangan yang sangat baik . bagaimanapun, ia datang dengan kos peralatan yang lebih tinggi, kerumitan teknikal yang lebih besar, dan keperluan kawalan alam sekitar {.
Pada masa ini, laluan proses yang sama di CCS pembuatan busbar bersepadu melibatkan menggunakan terminal plat nikel untuk menyambungkan FPC dan aluminium busbar . dalam persediaan ini, sambungan antara plat nikel dan busbar aluminium biasanya dicapai melalui welding atau lason. Pematerian . Pendekatan ini memerlukan dua proses kimpalan yang berbeza, yang bukan sahaja meningkatkan kerumitan proses tetapi juga mengehadkan tahap automasi dan kecekapan pengeluaran .
Kimpalan langsung logam tembaga dan aluminium yang berbeza menghadapi pelbagai cabaran teknikal . di satu tangan, tembaga dan aluminium berbeza dengan ketara dalam sifat fizikal seperti kekonduksian terma, pekali pengembangan termal, dan titik -titik metalurgi yang sukar, Sebatian cenderung membentuk antara tembaga dan aluminium, yang boleh menjejaskan prestasi mekanikal dan elektrik sendi kimpalan .
Rajah 4. Kimpalan langsung logam tembaga dan aluminium yang berbeza menghadapi pelbagai cabaran teknikal
Untuk menangani cabaran teknikal ini, Kingslaser telah membangunkan teknologi kimpalan logam yang berbeza-beza-aluminium berdasarkan laser hijau, yang secara langsung memperluaskan foil tembaga FPC dan mengimpalnya ke busbar aluminium, menghilangkan keperluan untuk penanaman nikel. aluminium .
Dalam eksperimen, standard 70μm ultra-tip tipis gulung tembaga dari FPC digunakan sebagai tab, pusingan dikimpal ke 2. 5mm aluminium busbar dengan foil tembaga yang diletakkan pada lapisan atas {6} Zon . dengan menyesuaikan parameter proses seperti kuasa, kelajuan, jumlah defocus, dan saiz laluan lingkaran, petunjuk prestasi utama-termasuk permukaan kimpalan dan morfologi keratan rentas, kedalaman penembusan kimpalan, dan mengupas kekuatan yang dinilai secara sistematik.
Hasil eksperimen menunjukkan bahawa kuasa laser yang sesuai dapat mencapai pencairan setempat dari foil tembaga, menghasilkan kimpalan dengan kesinambungan yang baik dan pembentukan yang konsisten . kekuatan kulit dapat mencapai di atas 30N, dan kesan kimpalan jauh lebih baik daripada yang dicapai dengan kuasa yang tinggi atau rendah, morfologi, memerlukan keseimbangan antara kecekapan pemprosesan dan kualiti kimpalan .
Rajah 5. kekuatan kulit sendi pada kuasa kimpalan yang berbeza .
Apabila kuasa diselaraskan dengan betul, ikatan tembaga - aluminium dan pembentukan kimpalan bertambah baik,
membawa kepada kekuatan tegangan yang lebih tinggi dalam julat kuasa itu
Selepas lebih daripada satu tahun pembangunan teknikal, Kingslaser telah mencapai satu siri terobosan dalam teknologi peralatan kimpalan untuk bahan-bahan logam ultra-tipis seperti tembaga-ke-aluminium, tembaga-ke-tembaga, dan aluminium-ke-nikel (ketebalan kurang daripada}
Pertama, cabaran ubah bentuk dan jurang ikatan yang besar dalam logam ultra tipis telah ditangani dengan berkesan, dengan ketara mengurangkan risiko kimpalan palsu dan over kimpalan . kedua, dengan membangunkan sistem kimpalan penjajaran automatik, Isu kekejaman dalam sendi kimpalan logam yang berbeza, sumber laser yang disesuaikan dengan panjang gelombang tertentu telah diperkenalkan, dengan berkesan mengurangkan keretakan dan kekuatan yang tidak mencukupi . Akhirnya, penghapusan perantaraan plat nikel telah mengurangkan kos bahan, memberikan manfaat ekonomi untuk pengeluaran besar-besaran {6}
Di samping itu, pengoptimuman berterusan telah dijalankan di kawasan-kawasan seperti Chuck pneumatik dan Galvanometer Coaxial Vision Welding Software . Sistem ini kini hampir mencapai matlamat 100% kebolehpercayaan titik kimpalan, memberikan sokongan teknikal yang kukuh untuk pengeluaran CCS berkualiti tinggi .
Hasil penyelidikan dan gambaran keseluruhan aplikasi
Dalam penyelidikan mengenai teknologi kimpalan laser untuk logam FPC dan tembaga-aluminium yang berbeza, pasukan projek Kingslaser telah mencapai pelbagai keputusan dengan nilai aplikasi praktikal dan telah membangunkan peralatan sistematik dan penyelesaian proses .
Dalam bidang pembuatan FPC, Kingslaser telah membangunkan generasi kedua roll-to-roll sepenuhnya berasaskan laser berasaskan proses pengeluaran FFC, dengan ketara meningkatkan tahap automasi pembuatan papan litar fleksibel . ± 0} Struktur FPC.
Rajah 6. 2 nd - roll generasi - ke - gulung laser sepenuhnya - berasaskan peranti pengeluaran FFC
Teknologi ini bukan sahaja meningkatkan kecekapan pengeluaran-dengan kapasiti output bulanan kira-kira 10, 000-15, 000 meter persegi (bersamaan dengan nilai output kira-kira 1 . 6 hingga 2. Inovasi yang berkaitan telah diberikan paten ciptaan bertajuk "Proses Pembuatan FPC Rapid berdasarkan proses kering sepenuhnya", menonjolkan keaslian teknikalnya yang kuat dan potensi aplikasi perindustrian yang luas.
Untuk kimpalan logam yang berbeza-beza, pasukan projek telah membangunkan barisan pengeluaran kimpalan laser hijau yang direka khusus untuk industri bateri tenaga tenaga yang baru . peralatan ini menggunakan prestasi tinggi, yang tinggi, Digunakan untuk kimpalan bahan logam ultra tipis seperti tembaga, aluminium, nikel, dan perak .
Rajah 7. CCS Peralatan garis pengeluaran kimpalan laser hijau
Kingslaser juga berjaya memperoleh paten ciptaan bertajuk"Kaedah kimpalan laser untuk logam tembaga-aluminium yang berbeza"Berdasarkan teknologi ini .
Mengenai kita
Wuhan Kingslaser Technology Co ., ltd .telah ditubuhkan pada tahun 2016, dengan memberi tumpuan kepada penggunaan penyelidikan dan perindustrian teknologi mikro-fabrikasi laser . Pada tahun-tahun kebelakangan ini, syarikat itu telah menumpukan usaha R & D pada Teknologi Pembuatan Laser untuk Perlaga-Pelbagai. Kelebihan, termasuk meningkatkan kawasan penjanaan kuasa yang berkesan sel-sel, mengurangkan penggunaan tenaga dan kitaran pengeluaran, dan mengintegrasikan proses laser pelbagai fungsi . kemajuan ini telah meningkatkan tahap automasi dan kecerdasan dalam pembuatan sel perovskite .
Terutama, seawal tahun 2012, Kingslaser berjaya menyampaikan peralatan makmal suria suria yang berukuran sederhana-ke-besar yang pertama, menjadi salah satu syarikat terawal di China untuk memasuki bidang ini. selepas lebih daripada satu dekad pembangunan teknologi dan pengembangan pasaran, syarikat itu telah menubuhkan satu-satunya hubungan dengan R & D . Kerjasama ini meliputi pelbagai teknologi sel perovskite, termasuk struktur mesoporous dan planar . Kingslaser juga telah membangunkan satu set komprehensif penyelesaian pembuatan laser yang disesuaikan dengan spesifikasi saiz yang berbeza, menunjukkan keupayaan pelaksanaan dan kejuruteraan yang komprehensif {
Melalui inovasi berterusan dan integrasi penyelidikan dengan aplikasi perindustrian, Kingslaser telah menubuhkan kelebihan teknologi terkemuka dalam bidang peralatan pembuatan sel solar perovskite, memberikan sokongan yang kuat untuk pengkomersialan sel solar generasi akan datang .