Laser suðulausnir fyrir CCS Busbars: gerir kleift að framleiða hágæða rafhlöðuframleiðslu

Kingslaser hefur þróað þurrt, leysir-undirstaða ferli fyrir FPC hringrásarframleiðslu og púða glugga opnun með línubreidd eins fín og 10 μm. Þessi tækni gerir kleift að skarast með mikilli nákvæmni í öfgafullum stórum forsniðum en draga úr efnafræðilegri mengun, einfalda ferla, stytta framleiðslulotur og lækka launakostnað.

Til að takast á við að treysta á handvirka samsetningu nikkel- og ál skautanna í hefðbundnum CCS aðferðum kynnti Kingslaser nýja hönnun með útvíkkuðum koparþynnuflipa. Þessir flipar eru samhæfðir við öfgafullan þunnan málma (minna en eða jafnt og 35 μM), þar með talið kopar-kopar, kopar-áli og kopar ál málmblöndur.

Með því að nota leysir suðu er hægt að tengja koparpappírs flipa við áli strætó. Þessi nýsköpun útrýmir handvirkri samsetningu, eykur sjálfvirkni og bætir áreiðanleika ferlisins.

Með örri þróun alþjóðlegrar nýrrar orkuiðnaðar og sprengiefni vaxtar rafknúinna ökutækja hefur rafhlöðutækni, sem kjarna aksturshluti fyrir rafknúin ökutæki, stöðugt gert bylting hvað varðar mikla öryggi, mikla samþættingu, léttan hönnun og lækkun kostnaðar. Á sama tíma hefur efni val og framleiðsluferli CCS (snertiskerfi frumna, samþætt Busbars), lykilþáttur í rafhlöðukerfinu, einnig stöðugt uppfærður til að mæta vaxandi kröfum um heildar samþættingu ökutækja og flækjustig rafgeymiskerfisins.

Mynd 1.CCS Integrated Busbars er einn af lykilþáttunum í rafhlöðukerfinu

Sem stendur þjónar CCS fyrst og fremst merki sýnatöku og núverandi söfnunaraðgerðir. Íhlutir merkjaöflunarinnar sýna þróun í átt að fjölbreytni, aðallega með:

◎ Kapalknippi: hefðbundin en áreiðanleg, með flókin mannvirki og lítil samþætting;
◎ Sveigjanleg prentuð hringrás (FPC): Byggt á pólýímíði eða pólýester kvikmynd, sem býður upp á framúrskarandi sveigjanleika og stöðugleika, er það ein af almennum lausnum í dag;
◎ Sveigjanlegur flatur snúru (FFC): Einföld uppbygging, lítill kostnaður, hentugur fyrir léttan hönnun;
◎ Sveigjanlegt mótað hringrás (FDC): Bætir mótunartækni ofan á FPC, sem veitir sterkari þrívídd aðlögunarhæfni;
◎ Sveigjanlegur flatur snúru (FFC) tengdur við sveigjanlega mótað hringrás (FCC): samþættir FFC með FPC/FDC, sem eykur burðarvirki sveigjanleika og skilvirkni tenginga, sem gerir það að nýjum lausn sem nú er í notkun.

Rannsóknir og sambúð margra tæknilegra leiða miðar fyrst og fremst að því að draga úr heildarkostnaði CCS -vara, sérstaklega í sýnatökuhluta BMS (rafhlöðustjórnunarkerfisins), sem stendur fyrir um það bil 55% af heildarkostnaði. Fyrir vikið hefur mikil samþætting, lágmarkskostnaður merkjatækni orðið lykiláhersla rannsókna og þróunar.

Með hliðsjón af þessu bakgrunn hefur Kingslaser lagt áherslu á nýjungar í sveigjanlegri hringrásartækni síðan 2023 og lagt til tvær mikilvægar lausnir um endurbætur á ferlinu til að auka afköst og framleiðslu uppfærslu á CCS:

● Fullt þurrt ferli fyrir hratt FPC framleiðslu

Þetta ferli notar fulla leysir vinnslutækni til að ljúka mikilvægum skrefum eins og etsing FPC hringrásarmynstri og opnun PI kvikmyndaglugga. Í samanburði við hefðbundna blautaferli einfaldar það verulega framleiðsluverkflæðið, útrýma notkun efnafræðilegra hvarfefna og býður upp á kosti í umhverfislegu blíðu, orkunýtni og mikilli framleiðni. Sem stendur hefur Kingslaser lokið hönnun annarrar kynslóðar og fengið viðeigandi einkaleyfi.

● Koparalni leysir suðu tækni rannsóknir

Til að bregðast við flöskuhálsnum í hefðbundnum CCs þar sem FPC er tengdur við álbílbarna í gegnum nikkelhúðun eða innspýtingarmótun, lagði Kingslaser til nýrrar lausnar með því að nota leysir beina suðu til að tengja FPC við álbíla. Þessi aðferð útilokar millistrengingarefni, einfaldar uppbygginguna, dregur úr kostnaði og bætir samkvæmni framleiðslu. Tæknin var þróuð í byrjun árs 2024 til að bregðast við beiðni frá skráðu fyrirtæki og hefur náð bráðabirgðaniðurstöðum.

Í stuttu máli, sem mikilvægur hluti í rafhlöðupakkningum, hefur hönnun og framleiðslustig CCs bein áhrif á afköst og kostnað nýrra rafknúinna ökutækja. Könnun margra lausna fyrir merkjaeiningareiningar og framkvæmd nýrrar tækni tákna að CCS er að komast í átt að meiri skilvirkni, meiri samþættingu og lægri kostnaði.

Sveigjanleg prentuð hringrás (FPC), sem oft er vísað til sem „flex borð“, er prentað hringrás sem notar sveigjanleg einangrunarefni sem grunn og nær rafrænni virkni með nákvæmum hringrásarmynstri. Það býður upp á fjölmarga kosti umfram hefðbundnar stífar hringrásarborð, svo sem framúrskarandi sveigjanleika, léttan uppbyggingu og yfirburða rafmagnsafköst. Fyrir vikið eru FPCs mikið notaðir í snjöllum skautum, áþreifanlegum tækjum, lækningatækjum og nýjum orkubifreiðum, sem gerir þá að lykilgrunni til að ná smámyndun, léttri hönnun og samþættingu í nútíma rafrænum vörum.

FPC býður upp á framúrskarandi sveigjanleika, leyfa ókeypis beygju, brjóta saman og vinda til að laga sig að þrívíddar rýmisskipulagi, sem gerir kleift að samþætta íhluta samsetningar og vírstengingar. Vegna þunnrar og léttrar uppbyggingar dregur FPC verulega úr stærð og þyngd rafeindatækja og hittir eftirspurn eftir miklum þéttleika og samningur hönnun í nútíma rafeindatækni. Að auki veitir FPC góða hitaleiðni, sterka lóðanleika og auðvelda uppsetningu, skilar betri afköstum í heild. Einkum bætir stíf Flex uppbyggingin enn frekar fyrir takmarkanir sveigjanlegra hringrásar hvað varðar burðargetu.

Mynd 2. Ljósmynd af FPC

Samt sem áður, FPC Manufacturing býður einnig upp á ákveðnar áskoranir. Þar sem sveigjanlegar hringrásir eru venjulega sérhönnuð, fela þær í sér hærri kröfur um hönnun og ferli, sem leiðir til verulegrar fjárfestingar fyrirfram og miklu hærri upphafskostnað miðað við venjulegan PCB. Ennfremur, þegar framleiðslu er lokið, er erfitt að hrinda í framkvæmd breytingum, oft þarf leiðréttingar á grunnteikningum eða ljósmyndum og viðgerðarferlið fyrir hlífarlög er einnig flókið. Að auki takmarkar eðli sveigjanlegra efna sveigjanleika í fjöldaframleiðslu og framleiðsluferlið krefst afar nákvæmrar meðhöndlunar-sem misþyrmingar geta leitt til skemmda á hringrás eða virkni.

Til að vinna bug á takmörkunum hefðbundinna framleiðsluferla hefur Kingslaser verið tileinkaður því að þróa Laser-byggða FPC framleiðslutækni síðan 2004. Það ár, þegar það afhenti fyrsta FPC leysir útlínur Cuting vél, kostaði svipaður erlend búnaður allt að 5,5 milljónir RMB. Kingslaser, sem treysti á sjálfstæða R & D, lauk afhendingu með góðum árangri á verðinu um 1,5 milljónir RMB, brotnaði erlenda einokun og markaði upphaf innlendrar leysirbúnaðarumsóknar á sviði sveigjanlegrar rafeindatækni. Athygli vekur að vélin var sú fyrsta sem notaði línulegan mótor sem fluttur var inn frá Hiwin tækni Taívans á þeim tíma, ásamt galvanometer kerfi, og staðfesti brautryðjandi „línulega mótor + galvanometer“ leysir vinnslubyggingu sem bætti verulega vinnslu nákvæmni og viðbragðshraða.

Með því að byggja á þessum grunni hefur Kingslaser haldið áfram að efla græna framleiðslutækni fyrir sveigjanlegar hringrásir með því að leggja til hratt FPC framleiðsluferli sem byggist á hugmyndinni um að fullu þurra framleiðslu. Þessi aðferð er miðuð við leysirvinnslu og útrýmir mörgum flóknum skrefum sem finnast í hefðbundnum blautum ferlum og svo sem æting, þróun og efnafræðileg hreinsun og setur upp nýtt framleiðsluflæði sem snýst um „Roll-to-Roll stöðuga leysir vinnslu.“ Í samanburði við hefðbundnar aðferðir byrjar nýja ferlið með hráefni sem vinda ofan af, fylgt eftir með opnun leysisglugga, leysir hringrás og útlínur skurðar, sannarlega að ná grænu framleiðslulíkani sem er laust við efnafræðilega hvarfefni, skólp og útblásturslosun.

Hefðbundið framleiðsluferli FPC er ekki aðeins flókið og geimbundið, heldur einnig treyst mjög á efnafræðilega hvarfefni, sem leiðir til verulegra umhverfisáhrifa. Það krefst verulegra handvirkra íhlutunar, sem leiðir til langra framleiðsluferða og mikillar orkunotkunar. Aftur á móti einfaldar þurrvinnutækni Kingslaser mjög vel með því að samþætta mörg skref með mikilli nákvæmni leysirvinnslu, sem gerir kleift að vera fullkomlega sjálfvirk, mjög dugleg og núll-mengunaraðferð fyrir sveigjanlega hringrás. Sérstaklega undir samfelldri framleiðsluuppsetningu á rúllu-til-rúllu getur leysir búnaðurinn samlagast óaðfinnanlega með andstreymis og niðurstreymis meðhöndlunarkerfi og veitt kjörið viðmót fyrir greindan framleiðslu í stórum stíl.

Hvað varðar tæknilega frammistöðu, þá er þetta ferli með nokkur nýstárleg bylting. Í fyrsta lagi gerir notkun galvanometer-skoraðs leysirvinnslu sveigjanlegri og ókeypis hönnun á hringrásarmynstri og nær lágmarkslínu breidd 100 míkron. Þetta uppfyllir kröfur um mikla nákvæmni og hátækni FPC framleiðslu og gerir ráð fyrir sérsniðnum stærð byggð á kröfum viðskiptavina, sem eykur verulega samhæfni vöru. Í öðru lagi útilokar fullkomlega þurrt leysirferlið efnafræðilega mengunina sem tengist hefðbundnum blautum aðferðum, sem gerir sér grein fyrir sannarlega umhverfisvænu og hreinu framleiðslu, í samræmi við núverandi þróun í grænum framleiðslu. Að auki dregur ferlið mjög úr vinnuaflskröfum og fjölda heildar framleiðsluþrepa, styttir verulega framleiðslulotur og bætir framleiðslugetu sem hentar því vel á markaðskröfur nútímans um skjótan endurtekningu vöru og skjót afhendingu.

Frá kostnaðarstjórnunarsjónarmiði útrýmir fullkomlega þurrt ferli þörfinni fyrir prentunarform og ætandi efni og bætir verulega efnisnýtingu en dregur úr viðbótar efnisúrgangi í næstum núll og hjálpar fyrirtækjum að byggja upp samkeppnishæfari kostnaðaruppbyggingu. Á sama tíma, við meðhöndlun stóra sniðs FPC vinnslu, leysir ferlið á áhrifaríkan hátt þá áskorun um að viðhalda skerandi nákvæmni í hefðbundnum aðferðum, sem gerir kleift að ná mikilli nákvæmni, stöðugri framleiðslu á FPC-svæðum í stórum vettvangi.

Í framleiðsluferli samþættra Busbars í CCS er suðubúnað mikilvægt ferli skref, fyrst og fremst að fela í sér tvær aðferðir: leysir suðu og ultrasonic suðu. Í hefðbundnum ferlum þarf tengingin á milli FPC og álsbarna yfirleitt millistigs umbreytingarhluta-A nikkelplötu. Annar endinn á þessum nikkelplötu er tengdur við FPC, en hinn endinn er soðinn við álbílinn með því að nota leysir suðu (svo sem trefjar leysir suðu). Vegna langrar SMT suðuferlis fyrir stigs stig (td lóða, göng ofna osfrv.), Far heildarlengd framleiðslulínunnar oft yfir 15 metra, sem leiðir til flókins vinnsluflæðis, stórs búnaðar fótspor og lítillar framleiðslugerða.

Mynd 3. Busbar suðu af rafhlöðueiningunni

Til að hámarka þetta ferli hefur verið lagt til nýja nálgun sem notar leysir suðu til að tengja FPC beint við strætisvagninn og útrýma þörfinni fyrir millistig nikkelplötunnar. Þessi lausn dregur úr fjölda ferilskrefa og hefur möguleika á að bæta suðu skilvirkni og heildar samloðun framleiðslulínunnar. Það táknar efnilegan nýjan koparalandi suðu tækni sem er verðug frekari rannsókna og kynningar.

Hvað varðar val á suðuaðferðum, býður ultrasonic suðu kostum eins og að vera hreinn og umhverfisvænn, lítill kostnaður, mikil skilvirkni og auðvelda sjálfvirkni. Vegna mýkingar og mikillar þynnku koparpappírs á FPC, krefst þessi aðferð mjög mikilli nákvæmni og stöðugleika í suðustýringu, svo og yfirborðshreinleika efnanna. Annars geta mál eins og skarpskyggni eða fölsk suðu auðveldlega átt sér stað.

Til samanburðar er leysir suðu áberandi í sjálfvirkri framleiðslu í iðnaði vegna mikillar nákvæmni, háhraða, notkunar sem ekki er snertingu, breitt efni samhæfni, mengunarlaust ferli og framúrskarandi endurtekningarhæfni. Hins vegar fylgir það hærri búnaðarkostnaði, meiri tæknilegum flækjum og strangari kröfum um umhverfisstjórnun.

Sem stendur felur algeng ferli leið í CCS samþættum Busbar framleiðslu felur í sér að nota nikkelplata skautanna til að tengja FPC og áli strætisvagna. Í þessari uppsetningu er tengslin milli nikkelplötunnar og álbílsins venjulega náð með ultrasonic eða leysir suðu, en tengingin milli nikkelplötunnar og FPC er gerð með leysir lóðun. Þessi aðferð krefst tveggja mismunandi suðuferla, sem eykur ekki aðeins flækjustig ferla heldur takmarkar einnig sjálfvirkni og framleiðslugetu.

Bein suðu á kopar og ál ólíkum málmum stendur frammi fyrir fjölmörgum tæknilegum áskorunum. Annars vegar eru kopar og ál mjög frábrugðin eðlisfræðilegum eiginleikum eins og hitaleiðni, stuðull hitauppstreymis og bræðslumark, sem gerir málmvinnslu bindingu erfið. Á hinn bóginn, innan mismunandi hitastigs og samsetningar, hafa brothætt milliefnasambönd tilhneigingu til að myndast á milli kopar og áli, sem getur haft verulega skert vélrænan og rafmagnsafköst suðu samskeytisins.

Mynd 4. Bein suðu á kopar og ál ólíkum málmum stendur frammi fyrir fjölmörgum tæknilegum áskorunum

Til að takast á við þessa tæknilegu áskorun hefur Kingslaser þróað koparáligni ólíkan málm suðu tækni byggð á grænu leysi, sem nær beint FPC koparþynnunni og soðnar það á álbúsbarinn og útrýmir þörfinni fyrir millistig nikkelplötunnar. Þessi aðferð sýnir kostina við græna leysir suðu við meðhöndlun mjög hugsandi efna eins og kopar og áli.

Í tilrauninni var venjulegur 70μm öfgafullur þunnur rúlluður koparpappír frá FPC notaður sem flipinn, hringsoðinn í 2,5 mm álbíl með koparpappír sem settur var á efra lagið. Galvanometer stjórnaði spíral leysirstígnum til að auka streituberandi svæði koparþynnu suðu svæði. Með því að aðlaga ferli breytur eins og kraft, hraða, defocus magn og stærð við spíralstíg, lykilárangursvísar þar með talið yfirborð suðu og þversniðs formgerð, skarpskyggni suðu og hýði styrkleika---kerfisbundið metið.

Niðurstöður tilrauna sýna að viðeigandi leysirafl getur náð staðbundinni bræðslu á koparþynnu og framleitt suðu með góðri samfellu og stöðugri myndun. Stuðningsstyrkurinn getur náð yfir 30n og suðuáhrifin eru verulega betri en náð með of miklum eða litlum krafti, sem getur leitt til bruna eða rangra suðu. Suðuhraði gegnir einnig lykilhlutverki í formgerð suðu, sem krefst jafnvægis milli vinnslu skilvirkni og suðu gæði.

Mynd 5. Afhýði styrk liða við mismunandi suðukraft.

Þegar krafturinn er rétt stilltur batnar kopar - álbinding og suðumyndun,

sem leiðir til hærri togstyrks á því valdasviði

Eftir meira en eitt ár í tæknilegri þróun hefur Kingslaser náð röð byltingarkennda í suðubúnaðartækni fyrir öfgafullt þunnt málmefni, svo sem kopar-til-ál, kopar-til-kopar, og ál-til-nickel (þykkt minna en eða jafnt og 35μm)-með endurbótum á nokkrum lykilsvæðum.

Í fyrsta lagi hefur verið tekið á áskoruninni um aflögun og stórar bindingarbil í öfgafullum þunnum málmum, sem dregur verulega úr áhættunni af fölskum suðu og of suðu. Í öðru lagi, með því að þróa sjálfvirkt röðunar suðukerfi, hefur vinnslu skilvirkni verið bætt, CCS framleiðslulínan styttist og framleiðir rými sparað. Í þriðja lagi, til að takast á við Brittleness málið í ólíkum málm suðu liðum, hafa sérsniðnar leysir uppsprettur með sérstökum bylgjulengdum verið kynntar, sem á áhrifaríkan hátt mótvægir sprungu og ófullnægjandi styrk. Að lokum hefur brotthvarf nikkelplata milliefna dregið úr efniskostnaði og skilað efnahagslegum ávinningi fyrir stórfellda framleiðslu á CCS.

Að auki hefur stöðug hagræðing verið framkvæmd á svæðum eins og Pneumatic Chuck og Galvanometer Coaxial Vision suðu hugbúnaðinum. Kerfið hefur nú næstum náð markmiði 100% áreiðanleika suðupunkta og veitt sterka tæknilega aðstoð við hágæða framleiðslu á CCS.

Í rannsóknum á leysir suðu tækni fyrir FPC og koparalín á ólíkum málmum hefur verkefnahópurinn Kingslaser náð mörgum niðurstöðum með hagnýtt notkunargildi og hefur þróað kerfisbundna búnað og vinnslulausnir.

Á sviði FPC framleiðslu hefur Kingslaser þróað annarri kynslóð Roll-til-Rúlla að fullu leysir-undirstaða þurrvinnslu FFC framleiðslukerfi, sem eykur verulega sjálfvirkni stig sveigjanlegrar framleiðslu á hringrás. Búnaðurinn samþykkir stöðuga vinnsluaðferð með rúllu, sem styður efni allt að 550 mm á breidd, með staðsetningarnákvæmni ± 0,003mm. Með því að stjórna nákvæmlega vindahraðanum (0,1–10m/mín.) Og skurðarlínubreidd (eins þröngt og 0,03 mm), og samþætta CCD sjónkerfi fyrir sjálfvirka markþekkingu og háa nákvæmni mynstur sauma (± 0,01 mm) er kerfið fær um að mæta kröfum um háþéttni og mjög flókin FPC mannvirki.

Mynd 6. 2 nd - kynslóð rúlla - til - rúlla að fullu leysir - byggt þurrt - ferli FFC framleiðslutæki

Þessi tækni bætir ekki aðeins framleiðslugetu með mánaðarlega afköstum um það bil 10.000–15.000 fermetrar (jafngildir framleiðslugildi um 1,6 til 2,4 milljónir RMB)-en útrýma einnig efnafræðilegum leifum og umhverfismengun í tengslum við hefðbundna blautaferli, sem samræma þróunina í átt að grænu framleiðslu. Svipaðar nýjungar hafa verið veittar uppfinningar einkaleyfi sem ber heitið „Rapid FPC framleiðsluferli byggt á fullkomlega þurru ferli“ og varpa ljósi á sterka tæknilega frumleika og víðtæka möguleika á iðnaðarnotkun.

Fyrir koparálag á ólíkum málm suðu hefur verkefnahópurinn þróað grænan leysir suðu framleiðslulínu sem er sérstaklega hannaður fyrir nýja rafhlöðuorkuiðnaðinn. Þessi búnaður notar afkastamikinn, hágæða leysir uppsprettu og græni leysirinn býður upp á kosti eins og hátt frásogshraða, lágt spott, mikla skilvirkni, framúrskarandi stöðugleika og yfirburða geisla gæði. Það er fyrst og fremst notað til að suða öfgafullt þunnt málmefni eins og kopar, ál, nikkel og silfur.

Mynd 7.

Kingslaser hefur einnig fengið uppfinningar einkaleyfi sem heitir„Laser suðuaðferð fyrir koparálag á ólíkum málmum“Byggt á þessari tækni.

Wuhan Kingslaser Technology Co., Ltd.var stofnað árið 2016 með áherslu á rannsóknir og iðnaðar beitingu leysir örsmíðunartækni. Undanfarin ár hefur fyrirtækið einbeitt R & D viðleitni sinni við leysir framleiðslutækni fyrir Perovskite sólarfrumur, framkvæmt ítarlegar rannsóknir og þróað röð afkastamikils öfgafulls leysir vinnslubúnaðar fyrir þetta svið. Þessar lausnir bjóða upp á marga kosti, þar með talið að auka árangursríkt orkuframleiðslu svæði frumanna, draga úr orkunotkun og framleiðsluferlum og samþætta fjölvirkan leysirferli. Þessi framfarir hafa aukið sjálfvirkni og upplýsingaöflun verulega í framleiðslu Perovskite Cell.

Athygli vekur að strax árið 2012 skilaði Kingslaser fyrsta miðlungs til stórum stórum Perovskite Solar Cell Laboratory búnaði og varð eitt af elstu fyrirtækjum í Kína til að komast inn á þetta svið. Eftir meira en áratug tækniþróunar og stækkunar á markaði hefur fyrirtækið komið á fót samvinnutengslum við yfir 100 háskóla, rannsóknarstofnanir og fyrirtæki sem stunda R & D rafhlöðu rafhlöðu. Þetta samstarf nær til ýmissa Perovskite frumutækni, þar á meðal bæði mesoporous og planar mannvirki. Kingslaser hefur einnig þróað yfirgripsmikið safn af leysirframleiðslulausnum sem eru sniðnar að mismunandi stærðargráðu og sýnt fram á sterka getu í aðlögun viðskiptavina og framkvæmd verkfræði.

Með stöðugri nýsköpun og samþættingu rannsókna við iðnaðarnotkun hefur Kingslaser komið á leiðandi tæknilegum yfirburði á sviði Perovskite Solar Cell Manufacturing búnaðar, sem veitir sterkan stuðning við markaðssetningu næstu kynslóðar sólarfrumur.