通快:如何使用VCSEL加热系统密封软包电池呢?

 

01、摘要

 

VCSEL加热系统可通过高度精确的密封工艺避免箔起皱,因此可以延长电池的使用寿命。与其他的生产方法(例如:用热棒焊接)相比,这可以提高软包电池的质量和均匀性。

 

此外,VCSEL加热系统的速度比热棒快三倍。由于焊接热量被施加在铝箔袋内部,靠近焊缝处,因此可以提高生产速度。

 

为确保只加热箔接缝处,夹具采用的是蓝宝石组件。VCSEL加热系统的红外辐射穿过蓝宝石组件,定向到箔缝处。

 

当塑料薄膜已经凝固时,夹紧装置可以被打开,因此可以达到高质量的焊接结果。与其他工艺相比(例如: 在塑料仍处于液态时就不得不打开夹具),这将避免焊缝的缺陷。

 

02、现状

 

软包电池对密封质量有非常高的要求,因为它们必须表现出高密度,并保证高寿命。

 

因此,需要高精度的密封,以避免褶皱。为了达到所要求的产品规格,需要对软包电池箔(包装)进行无皱密封,特别是在两极连接器区域。

 

图1: 软包电池

 

03、VCSEL加热系统实现高工艺效果

 

VCSEL加热系统是一种极快的加热源,可提供高度精确的加工效果和均匀的密封轮廓。保证了较高的加工能力和可重复性。

 

基于VCSEL的密封系统,通过蓝宝石压杆可保证精确控制功率密度,并且100%确保温度可控制在外部材料的熔点以下。

 

基于VCSEL的工艺,键合力还得到了改进,并且没有热损失或能源浪费。

 

使用VCSEL加热系统,压力机可以非常快速地打开,因为焊缝被压力罐冷却。因此,可以大大减少生产时间。

 

此外,密封厚度的再现性很高,可以减少耗时,实际密封时间<1秒。

 

使用VCSEL加热系统还可以实现更厚的电极密封能力。

 

总体而言,产品质量、生产速度和再现性都有很大提高。

 

04、与热棒加热技术相比下的更多优势

 

使用VCSEL加热系统密封软包电池可实现更多优势:

 

  • 外层无变色和高热影响
  • 不会燃烧内层材料聚丙烯,因此不会损坏内层PP层
  • 更高的产品质量:无褶皱,无密封故障
  • 可用于其它密封设计的快速可更换工具接口
  • 灵活的加工区域适配(不同的电池格式)
  • 相对较高的良率
  • 更高的抗拉强度
  • 冷模具代替热模具

 

05、解决方案

 

将VCSEL加热系统和用于夹紧软包的定制蓝宝石压杆相结合,是密封软包电池的完美解决方案。

 

VCSEL发射器可用于局部控制功率密度,以调整密封区域的加热曲线。

 

图2: 可调节强度配置的VCSEL加热系统

 

图3: 软包电池顶视图:电极上方的密封区域。通过激光辐射在密封区域加热

 

图4: 密封区域的详细视图。压杆也可作为一种激光光学器件使用

 

图5: 使用VCSEL加热系统的加工效果。电池接点处无皱密封

 

06、结论

 

VCSEL加热系统可提供高精度和可调节加热配置的特性,非常适合均质软包电池密封应用。

 

基于VCSEL的加热系统、合适的光学器件和夹具系统三方相结合,可实现最高的密封质量,同时提供快速可靠的工艺。

 

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