Walaupun ramai orang masih mempunyai kebimbangan tertentu tentang julat dan keselamatan kenderaan elektrik, pembangunan kenderaan tenaga baharu merupakan pilihan yang tidak dapat dielakkan bagi China untuk menjadi kuasa automotif dan langkah strategik untuk menyelesaikan masalah iklim dan menyokong konsep pembangunan hijau. Dengan kenaikan pangkat yang kukuh di peringkat dasar, beberapa masalah semasa kenderaan elektrik akhirnya akan dapat diatasi, dan hanya menunggu masa sebelum kenderaan tenaga baharu menggantikan kenderaan bahan api.
Kenderaan tenaga baharu sudah menjadi kuasa baharu yang tidak dapat dihalang dalam pasaran. Data 2023 daripada Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat pada awal 2023 menunjukkan bahawa kenderaan tenaga baharu China terus berkembang pesat pada 2022, kekal sebagai yang pertama di dunia selama lapan tahun berturut-turut, dan kadar penembusan pasaran mencecah rekod tertinggi baharu.
Data daripada Persatuan Pengilang Automobil China menunjukkan bahawa pada Mei 2023, pengeluaran dan jualan kenderaan tenaga baharu China ialah 713,000 dan 717,000 unit, meningkat 11.4 peratus dan 12.6 peratus YoY, dan meningkat 53 peratus dan 60.2 peratus YoY, masing-masing, dengan bahagian pasaran sebanyak 30.1 peratus .
Secara kumulatif, dari Januari hingga Mei 2023, pengeluaran terkumpul dan jualan kenderaan tenaga baharu di China masing-masing melengkapkan 3.005 juta dan 2.94 juta unit, dengan pertumbuhan terkumpul masing-masing sebanyak 45.1 peratus dan 46.8 peratus, dan bahagian pasaran sebanyak 27.7 peratus .
Baru-baru ini, kenderaan tenaga baharu ke-20 juta yang dihasilkan di China telah dilancarkan di Guangzhou! China dijangka menjadi negara pertama di dunia yang merentasi era jualan tahunan kenderaan tenaga baharu yang mencecah 10 juta unit.
Pertumbuhan pengeluaran dan jualan yang berterusan telah menjadikan pasaran pembuatan kenderaan elektrik domestik lebih hangat berbanding sebelum ini. Teknologi laser amat diperlukan dalam banyak aspek daripada pembuatan bateri litium kepada pembuatan badan dan bahagian kenderaan. Pertumbuhan pasaran tambahan yang berterusan dan pesat membawa peluang perniagaan yang besar yang bercakap untuk diri mereka sendiri. Dengan peluang perniagaan yang menarik, tidak hairanlah pengeluar berpusu-pusu ke pasaran kenderaan tenaga baharu.
Penggunaan laser dalam pembuatan bateri kuasa
Bateri kuasa ialah sumber kuasa kenderaan elektrik, yang kini dikuasai oleh bateri litium. Industri bateri kuasa China terus menerajui dunia, 70 peratus bateri kuasa dibuat di China.
Proses pengeluaran bateri litium boleh dibahagikan kepada tiga bahagian: pembuatan tiang, pembuatan sel, dan pemasangan pek bateri. Dalam proses pembuatan bateri litium dan pek bateri, sejumlah besar proses pemotongan laser, kimpalan dan penyingkiran/pembersihan diperlukan.
(1) Pemotongan laser
Teknologi pemotongan laser boleh digunakan pada pra-proses seperti pemotongan dan pembentukan lug, belahan tiang dan belahan diafragma dalam proses pembuatan bateri litium.
Sebagai contoh, pemotongan lug memerlukan licin dan bebas burr, tiada tepi bergulung dan tiada risiko merosakkan pemisah bateri; sebagai tambahan, apabila tenaga khusus bateri litium menjadi lebih tinggi dan lebih tinggi, rintangan di dalam bateri menjadi lebih kecil dan lebih kecil, dan lug bateri litium berkembang dari satu lug ke multi-lug dan dari multi-lug ke lug penuh. Keperluan proses yang menuntut menjadikan laser ultrafast menonjol. Mereka boleh memotong pelbagai bahan dan ketebalan yang berbeza dari lug tiang, dan pemprosesan sejuk mencapai hasil pemotongan berkualiti tinggi.
Untuk pemotongan kerajang logam ini, laser berdenyut inframerah boleh digunakan, atau produk hijau dan ultraviolet boleh digunakan jika pemotongan berkualiti tinggi diperlukan. Dari perspektif lebar nadi, aplikasi industri semasa terutamanya laser nanosaat dan picosaat, yang mana produk picosaat secara beransur-ansur menduduki arus perdana; manakala laser femtosecond juga digunakan, tetapi dari segi kestabilan untuk menyesuaikan diri dengan operasi berterusan barisan pengeluaran perindustrian, usaha selanjutnya diperlukan.
Diafragma dalam bateri litium, terutamanya polietilena (PE), polipropilena (PP) dengan sifat mekanikal yang sangat baik, kestabilan kimia dan diafragma poliolefin yang agak murah. Memotong bahan jenis ini, laser UV paling sesuai.
Dengan panjang gelombang yang semakin pendek dan lebar nadi yang lebih pendek bagi lampu hijau, sumber cahaya ultraviolet dalam kuasa, kestabilan dan aspek prestasi lain terus bertambah baik, laser akan mencapai pemotongan yang lebih cekap dan berkualiti tinggi bagi produk filem ini dalam bateri litium.
(2) Kimpalan laser
Kimpalan adalah proses terpenting yang digunakan dalam pengeluaran bateri litium dan pek bateri.
Dalam proses pembuatan sel, modul dan pek bateri Li-ion, terdapat lebih daripada 20 proses yang memerlukan kimpalan untuk mencapai sambungan konduktif atau fungsi pengedap. Sebahagian besar daripada mereka memerlukan kimpalan laser untuk mencapainya.
Dalam bateri kotak persegi, kimpalan laser diperlukan untuk cangkerang, pengedap paku, pemasangan penutup dan pengedap; dalam bateri dan modul silinder, kimpalan laser diperlukan untuk lug tiang, penutup dan bar bas.
Jenis kimpalan ini, bahan untuk aluminium nipis dan berasaskan tembaga, untuk jenis kimpalan anti-bahan yang tinggi ini, penggunaan kimpalan cahaya inframerah yang terdedah kepada percikan dan banyak kecacatan lain, berbanding dengan kecekapan penyerapan cahaya hijau dan biru adalah lebih tinggi, kualiti kimpalan juga lebih baik.
Kadar penyerapan tembaga yang tinggi dalam jalur cahaya biru menjadikannya lebih disukai untuk menggunakan laser cahaya biru untuk kimpalan. Laser biru dengan peningkatan kuasa dan kualiti pancaran akan menjadi alat yang berkuasa untuk aplikasi kimpalan bateri litium.
Baru-baru ini banyak pengeluar di dalam dan luar negara telah mendalami bidang laser cahaya biru, dan sudah ada pelbagai kuasa yang tersedia seperti 100W, 800W, 1kW dan 4kW.
Proses kimpalan agak kompleks, untuk memantau kualiti kimpalan dengan lebih baik, terdapat juga banyak pengeluar telah membangunkan program pemantauan masa nyata untuk kimpalan laser, mengikut maklumat maklum balas yang diperolehi mengenai kualiti jahitan kimpalan, parameter kimpalan boleh diselaraskan kepada keadaan terbaik tepat pada masanya.
(3) Penyingkiran/pembersihan laser
Pembersihan tiang laser
Dalam proses pembuatan bateri litium, salutan di kawasan pole lug yang hendak dikimpal perlu dibersihkan sebelum pole lug dikimpal. Salutan yang akan dikeluarkan ialah grafit dan oksida logam litium untuk mendedahkan tab kuprum atau aluminium foil.
Kunci kepada langkah ini adalah untuk mengeluarkan hanya bahan salutan tanpa merosakkan kerajang logam di bawahnya. Berbanding dengan pengikisan mekanikal dan kaedah penyingkiran lain, penyelesaian pembersihan dan penyingkiran laser menyebabkan kerosakan minimum pada kerajang tembaga dan mempunyai kelebihan berkesan, cekap dan hijau, menjadikannya penyelesaian ideal pilihan industri untuk menanggalkan salutan. Untuk langkah proses ini, laser inframerah berdenyut kebanyakannya digunakan.
Selain itu, laser semikonduktor juga digunakan secara langsung dalam proses pengeringan elektrod untuk bateri litium.
Aplikasi laser dalam pembuatan kenderaan dan komponen
Penggunaan teknologi laser dalam pembuatan kenderaan dan komponen boleh dikatakan hampir di mana-mana dan telah digunakan selama beberapa dekad, dan secara relatifnya bukan aplikasi baru. Walau bagaimanapun, permintaan yang besar dalam pasaran dan usaha berterusan untuk mendapatkan kualiti pembuatan yang lebih tinggi terus memastikan pasaran ini meneroka ke hadapan.
Terdapat banyak tempat di mana kimpalan laser digunakan dalam pembuatan kenderaan dan komponen yang lengkap, termasuk: gear transmisi, penapis minyak, tappet hidraulik, pencucuh beg udara, penyuntik bahan api, injap bateri ABS, tempat duduk, lampu, penderia dan komponen lain; dan bahagian badan seperti bumbung, pintu, bahagian atas enjin dan pintu belakang, yang semuanya aktif dalam kimpalan laser.
Kimpalan laser badan, kekuatan boleh ditingkatkan lebih daripada 30 peratus, keselamatan kereta lebih tinggi; penggunaan kimpalan laser bahagian automotif, boleh mengurangkan volum untuk memenuhi pengecilan komponen, trend pembangunan kenderaan ringan.
Ambil contoh motor pemacu wayar rata arus perdana yang lebih arus perdana, proses laser yang terlibat termasuk kimpalan keluli silikon motor, pengecatan dan kimpalan wayar rata penyepit rambut (jepit rambut), serta kimpalan bas motor.
Cahaya biru ialah alat pilihan untuk mengimpal tembaga, dan laser biru berkuasa tinggi 1kW dan 4kW sudah tersedia; pengeluar lain telah mencadangkan penggunaan laser biru dengan laser inframerah untuk mengimpal tembaga dengan ketebalan yang berbeza untuk mencapai kualiti kimpalan yang lebih baik dan meningkatkan kecekapan.
Sebagai tambahan kepada aplikasi kimpalan, teknologi laser juga boleh digunakan untuk pemotongan keluli berkekuatan tinggi untuk kerja badan, pemotongan bahan beg udara, pemotongan bahan dalaman automotif, tanda kebolehkesanan enjin, tayar dan bahagian lain, pengecatan wayar tembaga rata. dan banyak aspek lain. Difahamkan, di Eropah dan Amerika Syarikat serta negara perindustrian maju lain, 60 peratus hingga 80 peratus bahagian automotif disiapkan dengan pemprosesan laser. Dengan pembangunan berterusan pasaran kenderaan tenaga baharu China, teknologi laser akan membawa masuk pasaran aplikasi yang berpotensi besar; seiring dengan kemajuan aplikasi, saya percaya bahawa teknologi laser itu sendiri dan kesan aplikasi, juga akan terus berkembang ke hadapan.
